据悉，日前，中科院上海微系统所信息功能材料国家重点实验室唐述杰等研究人员，通过引入气态催化剂的方法，在国际上首次实现石墨烯单晶在六角氮化硼表面的高取向快速生长。2015年3月11日，相关研究论文发表于《自然-通讯》。

　　该团队在前期掌握石墨烯形核控制、确定单晶和衬底的取向关系的基础上，以乙炔为碳源，创新性地引入硅烷作为催化剂，通过化学气相外延的方法，制备晶畴尺寸超过20微米的石墨烯单晶，生长速率较之前的文献报道提高了两个数量级，超过90%的石墨烯单晶与氮化硼衬底严格取向，呈现由莫瑞条纹引起的二维超晶格结构，制备的石墨烯的典型室温霍尔迁移率超过2万平方厘米每伏秒。
 

　　石墨烯具有优异的电学性能、出众的热导率以及卓越的力学性能，但其电学性质受衬底的影响很大，电荷杂质和声子散射会使石墨烯的电学性能极大下降。在六角氮化硼表面通过化学气相沉积方法直接生长石墨烯单晶，可以避免因物理转移所带来的接口污染和破损缺陷，为其在集成电路领域的深入应用提供材料基础。然而，由于衬底缺乏催化能力，在六角氮化硼这类电介质表面直接生长石墨烯单晶一直是一项巨大难题。

　　该项研究提出的气态催化方法已经申请专利，可以为在介质衬底上制备高质量石墨烯单晶薄膜提供全新思路和技术方案。

　　延伸阅读

　　石墨烯（Graphene）是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称。石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，导热系数高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率比纳米碳管或硅晶体高，而其电阻率比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。