【科技】韩开发出石墨烯合成新做法 可与微电子兼容

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最近，韩国研究人员开发了与微电子兼容的方法来生长石墨烯，成功地在硅基板上合成了晶片级(直径4英寸)的优质多层石墨烯。 这种方法基于离子注入技术，简单且可升级。 这一成果使石墨烯更接近商业应用。 相关论文发表在本周的《应用物理快报》上。

晶片级石墨烯可能是微电子电路不可或缺的构成要素，但大部分石墨烯的制造方法与硅微电子器件不兼容，妨碍了石墨烯从潜在材料向实用的飞跃。

为了将石墨烯与先进的硅微电子设备集成，大的石墨烯不能起皱撕裂，需要在低温下沉淀在硅晶片上，传统的石墨烯合成技术需要高温。 研究小组负责人、韩国高丽大学化学生物工程系教授金智贤表示，根据我们的研究，碳离子注入技术在直接合成用于集成电路的晶片级石墨烯方面有很大的潜力。

金智贤指出，以前流传的化学气相沉淀法中温度在1000℃以上，在铜、镍薄膜上大面积合成石墨烯，可以转移到硅基板上，引起断裂、皱纹、污染。 他的做法是基于离子注入。 这是微电子兼容技术，一般用于半导体掺杂。 碳离子在电场中加速，撞击由镍、二氧化硅、硅构成的材料的表面，温度只有500℃。 镍层碳溶解度高，成为合成石墨烯的催化剂。 然后通过高温活化退火形成石墨烯蜂窝晶格。

他们还系统地研究了各种退火条件在合成过程中的效果，如改变环境压力、周围气体和解决时间。 金智贤说，离子注入技术对产品结构的控制比其他制造方法更细致。 因为通过控制碳离子注入的量，可以正确控制石墨烯层的厚度。 我们的合成方法是可控的，可以升级，可以在硅片的大小(直径超过300mm )上生成石墨烯。

其次，研究者计划继续降低合成工艺的温度，将石墨烯的厚度用于工业生产。