Le substrat de cuivre monocristallin de grande surface de haute qualité est une méthode efficace pour préparer du graphène monocristallin de grande surface de haute qualité. Il existe plusieurs méthodes principales pour préparer le cuivre monocristallin : 1) Le cuivre monocristallin commercial est principalement produit en utilisant la méthode de coulée continue en mode de coulée à chaud à haute température pour produire des colonnes de cuivre monocristallin, et le coût de production de la feuille de cuivre monocristallin est relativement élevé. haut; 2) En utilisant un substrat de saphir monocristallin comme modèle, un film mince de cuivre a été déposé et la surface du cuivre monocristallin (111) a été obtenue par recuit à haute température ; 3) Semblable à la méthode de préparation du silicium monocristallin, le cuivre monocristallin est préparé en introduisant des germes de cuivre monocristallin et en utilisant la technique Czochralski. Parmi eux,PAM-XIAMENpeut fournir des films minces de cuivre à base de saphir pour la croissance épitaxiale du graphène monocristallin, avec les spécifications spécifiques suivantes :

1. Spécification du film mince de cuivre sur substrat saphir

PAM240220 – COS

2. Croissance de graphène monocristallin sur film de cuivre

La plupart des appareils électroniques à base de graphène nécessitent un support isolant. Cependant, les films de graphène de haute qualité destinés à un usage industriel sont généralement cultivés sur des substrats métalliques (tels qu'un film mince de cuivre), puis transférés sur des supports isolants pour la fabrication de dispositifs.

Les chercheurs ont transformé une feuille de cuivre polycristallin en un dépôt de couche mince de cuivre monocristallin (111) sur la surface du saphir et ont introduit des atomes de carbone actif du substrat métallique pour catalyser la décomposition du méthane sur la couche mince résultante. Les atomes de carbone diffusent vers l'interface cuivre/saphir agissant comme un modèle à travers un film métallique, formant des îlots de graphène bien orientés. Après plusieurs cycles de croissance, ces îlots de graphène fusionnent pour former des films minces.

Ensuite, les chercheurs ont utilisé un plasma d’hydrogène et d’argon pour éliminer tout graphène empilé sur le film de cuivre afin de favoriser la diffusion du carbone. Ils ont immergé l'échantillon dans de l'azote liquide et l'ont rapidement chauffé à 500 ℃, ce qui rend les matériaux en film mince de cuivre faciles à décoller tout en conservant l'intégrité de la monocouche de graphène monocristallin sur le substrat saphir.

De cette manière, les transistors à effet de champ fabriqués sur des monocouches de graphène monocristallin cultivées sur du saphir présentent d'excellentes performances et une mobilité des porteurs plus élevée grâce à leurs excellentes propriétés électroniques dues à leur cristallinité élevée et à la diminution des rides de surface. Ce travail brise le goulot d'étranglement de la synthèse de graphène monocristallin monocristallin au niveau de la tranche sur des substrats isolants et pourrait conduire au développement de nanodispositifs à base de graphène de nouvelle génération.

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