Substrat tembaga kristal tunggal kawasan besar berkualiti tinggi ialah kaedah yang berkesan untuk menyediakan graphene kristal tunggal kawasan besar berkualiti tinggi. Terdapat beberapa kaedah utama untuk menyediakan tembaga kristal tunggal: 1) Tembaga kristal tunggal komersial kebanyakannya dihasilkan dengan menggunakan kaedah pemutus berterusan mod tuangan panas suhu tinggi untuk menghasilkan tiang tembaga kristal tunggal, dan kos pengeluaran kerajang tembaga kristal tunggal adalah agak tinggi; 2) Menggunakan substrat nilam kristal tunggal sebagai templat, filem nipis kuprum dimendapkan dan permukaan kuprum kristal tunggal (111) diperoleh melalui penyepuhlindapan suhu tinggi; 3) Sama seperti kaedah penyediaan silikon monohabluran, kuprum kristal tunggal disediakan dengan memperkenalkan benih tembaga kristal tunggal dan menggunakan teknik Czochralski. Antaranya,PAM-XIAMENboleh menyediakan filem nipis tembaga berasaskan nilam untuk pertumbuhan epitaxial grafena kristal tunggal, dengan spesifikasi khusus seperti berikut:

1. Spesifikasi Filem Nipis Kuprum pada Substrat Nilam

PAM240220 – COS

2. Pertumbuhan Graphene Kristal Tunggal pada Filem Tembaga

Kebanyakan peranti elektronik berasaskan graphene memerlukan sokongan penebat. Walau bagaimanapun, filem graphene berkualiti tinggi untuk kegunaan industri biasanya ditanam pada substrat logam (seperti filem nipis tembaga) dan kemudian dipindahkan ke sokongan penebat untuk pembuatan peranti.

Penyelidik mengubah kerajang kuprum polihablur menjadi pemendapan filem nipis kuprum kristal tunggal (111) pada permukaan nilam, dan memperkenalkan atom karbon aktif daripada substrat logam untuk memangkinkan penguraian metana pada filem nipis yang terhasil. Atom karbon meresap ke arah antara muka kuprum/nilam bertindak sebagai templat melalui filem logam, membentuk pulau graphene yang berorientasikan baik. Selepas beberapa kitaran pertumbuhan, pulau-pulau graphene ini bergabung untuk membentuk filem nipis.

Kemudian, para penyelidik menggunakan plasma hidrogen argon untuk menghilangkan sebarang graphene yang disusun di atas filem tembaga untuk menggalakkan penyebaran karbon. Mereka merendam sampel dalam nitrogen cecair dan cepat memanaskannya kepada 500 ℃, menjadikan bahan filem nipis tembaga mudah dikupas sambil mengekalkan integriti monolayer graphene kristal tunggal pada substrat nilam.

Dengan cara ini, transistor kesan medan yang dihasilkan pada monolayer grafena kristal tunggal yang ditanam pada nilam mempamerkan prestasi cemerlang dan mobiliti pembawa yang lebih tinggi kerana sifat elektroniknya yang sangat baik disebabkan oleh kehabluran yang tinggi dan kedutan permukaan yang lebih sedikit. Kerja ini memecahkan kesesakan mensintesis grafena kristal tunggal tahap wafer pada substrat penebat dan mungkin memacu pembangunan peranti nano berasaskan graphene generasi seterusnya.

Untuk maklumat lanjut, sila hubungi kami e-mel divictorchan@powerwaywafer.com dan powerwaymaterial@gmail.com.