新加坡國(guó)立大學(xué)（NUS）理學(xué)院化學(xué)系以羅建平（Loh Kian Ping）教授為首的研究團(tuán)隊(duì)已成功開(kāi)發(fā)出一種新興一步法，在硅和其它硬襯底上生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移高品質(zhì)石墨烯，這為目前技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)的石墨烯高價(jià)值應(yīng)用創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。此舉標(biāo)志著石墨烯向工業(yè)應(yīng)用邁進(jìn)了一大步。

這一突破，是首次公開(kāi)的在同一硅片上實(shí)現(xiàn)石墨烯生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移兩個(gè)步驟的技術(shù)。該技術(shù)使石墨烯在光子學(xué)和電子器件上的應(yīng)用成為可能，如光電調(diào)制器，晶體管，芯片上生物傳感器和隧道結(jié)等器件。為了克服當(dāng)前的技術(shù)差距，羅教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)從甲蟲(chóng)和樹(shù)蛙如何保持他們的腳爪貼著完全被水浸沒(méi)的葉面上得出靈感，并開(kāi)發(fā)了“面到面轉(zhuǎn)移”新工藝。創(chuàng)新方法論文于2013年12月11日首次在線發(fā)表于著名科學(xué)期刊《自然》上。

該論文第一作者、新加坡國(guó)立大學(xué)理學(xué)院石墨烯研究中心研究員高立波博士，在硅襯底銅催化劑涂層上生長(zhǎng)石墨烯，生長(zhǎng)之后，將銅蝕刻掉，石墨烯通過(guò)形成毛細(xì)管橋的氣泡附著在硅基底，類(lèi)似于甲蟲(chóng)和樹(shù)蛙的腳附著于浸沒(méi)式葉片上。毛細(xì)管橋有助于將石墨烯保持在硅表面上，并防止銅催化劑蝕刻過(guò)程中石墨烯分層。石墨烯最后附著到硅晶片上。

為了便于毛細(xì)管橋的形成，高博士施行一個(gè)預(yù)處理步驟，即把氣體噴射入硅晶片。這有助于修飾界面特性，并在催化劑去除液體的滲透過(guò)程中促進(jìn)毛細(xì)管橋的形成。同時(shí)添加的表面活性劑有助于消除轉(zhuǎn)移過(guò)程中可能產(chǎn)生的任何褶皺和折痕。

（工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所  黃慶紅）