晶体生长是集成固态器件技术的核心，而二维层状材料（如石墨烯）的兴起推动了对这种独特类型器件材料的晶圆规模、原子薄单晶的需求。

近日，英国剑桥大学Stephan Hofmann，Oliver J. Burton报道了一种使用标准冷壁化学气相沉积(CVD)反应器将单晶金属催化剂制备和石墨烯生长结合在一起的策略。

文章要点

1）研究人员在商用多晶铜箔和c面蓝宝石晶片之间采用了夹层结构，证明了近距离真空升华可以得到高生长速率的单晶Cu(111)外延薄膜。这种布置可实现晶圆级规模制造，并抑制了反应堆对Cu的污染。飞行时间二次离子质谱测定，新制备的Cu膜纯度较高。

2）通过引入氢和气态碳前体，将初始金属化与随后的石墨烯生长无缝连接，从而消除了由于衬底转移和常见的冗长催化剂预处理造成的污染。此外，夹心法还可以在石墨烯生长过程中获得具有纳米级粗糙度的Cu表面，从而产生类似于先前证明的Cu封闭方法的高质量石墨烯。

3）研究人员系统地研究了参数空间，随后的干法转移、通用性以及该策略的多功能性，特别是关于成本高效地制备不同单晶膜取向和扩展到其他材料体系方面。

Integrated Wafer Scale Growth of Single Crystal Metal Films and High Quality Graphene, et al, ACS Nano, 2020

DOI：10.1021/acsnano.0c05685

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c05685