钯硅化物非晶薄膜上单取向石墨烯的毫米级生长

摘要： 凝聚态物理和材料科学界普遍认为，在非晶衬底上无法生长单取向外延层，因为无序衬底会使籽晶取向随机化，最终形成多晶颗粒。对于石墨烯等二维材料而言，在非晶衬底上实现单取向材料的大规模生长仍是未解难题。我们通过实验证明：当均匀取向的石墨烯籽晶（通过外延生长获得）存在时，能在非晶薄膜硅化钯衬底上生长出毫米级（3×4 mm2）单取向石墨烯。这种非晶硅化钯薄膜通过增强碳原子在衬底内部及表面的扩散迁移能力，促进了石墨烯的单取向生长。与之形成鲜明对比的是，若无均匀取向籽晶，非晶衬底将导致多晶石墨烯颗粒的形成。这种基于均匀取向籽晶的毫米级单取向生长技术可推广至其他非晶衬底体系。