10月17日(ri)從科(ke)技(ji)部(bu)獲(huo)悉，石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)作為一種典型的(de)(de)(de)量(liang)子材料，成(cheng)為凝聚態物(wu)理領(ling)域的(de)(de)(de)一個非(fei)常重(zhong)要的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)方(fang)向，受到(dao)國內外工業領(ling)域的(de)(de)(de)高度(du)重(zhong)視(shi)。歐(ou)盟啟動(dong)了(le)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)旗艦研(yan)究(jiu)(jiu)計劃(hua)，美(mei)國、日(ri)本、韓國也都加大(da)(da)了(le)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)應用(yong)基(ji)礎研(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域的(de)(de)(de)投入力(li)度(du)。石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)作為添(tian)加物(wu)在新能(neng)源、新材料等(deng)方(fang)面(mian)得(de)(de)以應用(yong)，但是在光電器件等(deng)應用(yong)方(fang)面(mian)進展不大(da)(da)，主要技(ji)術瓶頸(jing)是現(xian)有的(de)(de)(de)大(da)(da)單晶(jing)(jing)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)生長(chang)(chang)的(de)(de)(de)方(fang)法生長(chang)(chang)速(su)率低于(yu)0.4 μm/s，生長(chang)(chang)出一片晶(jing)(jing)元(yuan)級的(de)(de)(de)樣品需要數天時(shi)間，難以獲(huo)得(de)(de)大(da)(da)尺寸的(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)單晶(jing)(jing)。近(jin)期，俞(yu)大(da)(da)鵬院(yuan)士(shi)帶領(ling)的(de)(de)(de) “納(na)米結構(gou)與低維(wei)物(wu)理”研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊在大(da)(da)單晶(jing)(jing)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)的(de)(de)(de)生長(chang)(chang)方(fang)面(mian)取得(de)(de)新的(de)(de)(de)重(zhong)要進展，利(li)用(yong)CVD方(fang)法在1000 oC左右熱解甲烷(wan)氣(qi)體，把(ba)多(duo)晶(jing)(jing)銅襯底上石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)單晶(jing)(jing)的(de)(de)(de)生長(chang)(chang)速(su)度(du)提高了(le)150倍，達到(dao)60 μm/s。

　　這項重(zhong)大(da)突(tu)破(po)的(de)(de)(de)核心是(shi)把多晶銅(tong)片放(fang)置于氧(yang)(yang)化(hua)物襯底上(shang)(shang)(兩者之間(jian)的(de)(de)(de)間(jian)隙15 μm)，氧(yang)(yang)化(hua)物襯底為銅(tong)片表面提(ti)供(gong)連續的(de)(de)(de)活性氧(yang)(yang)，顯著降(jiang)低了(le)(le)甲烷(wan)分解(jie)的(de)(de)(de)勢(shi)壘(從1.57eV降(jiang)低到0.62eV)，能夠高(gao)效(xiao)催化(hua)銅(tong)表面上(shang)(shang)的(de)(de)(de)反應，提(ti)高(gao)石(shi)墨烯的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)長速(su)度(du)。利用這種技(ji)術，能夠使其在(zai)5秒鐘內生(sheng)(sheng)長出(chu)300 μm的(de)(de)(de)石(shi)墨烯大(da)單(dan)晶疇。該研究結果對于可控、高(gao)速(su)生(sheng)(sheng)長出(chu)更大(da)尺(chi)寸的(de)(de)(de)石(shi)墨烯單(dan)晶提(ti)供(gong)了(le)(le)必(bi)要的(de)(de)(de)科(ke)學依據(ju)，為突(tu)破(po)大(da)尺(chi)寸單(dan)晶生(sheng)(sheng)產技(ji)術提(ti)供(gong)了(le)(le)重(zhong)要的(de)(de)(de)科(ke)學依據(ju)，具有重(zhong)大(da)的(de)(de)(de)科(ke)學意義和技(ji)術價值。

　　此項研(yan)究(jiu)成(cheng)果于2016年8月(yue)8日在Nature Nanotechnology上發表(biao)。該(gai)(gai)研(yan)究(jiu)得(de)到(dao)了(le)科(ke)技(ji)部和自然科(ke)學(xue)(xue)基金委的持(chi)續(xu)資助(zhu);該(gai)(gai)項研(yan)究(jiu)工作也(ye)得(de)到(dao)了(le)北京“量子物質(zhi)科(ke)學(xue)(xue)協同創新中心(xin)”(2011)、介觀物理國家重點實(shi)驗(yan)室(shi)、北京大(da)學(xue)(xue)電(dian)子顯(xian)微(wei)鏡(jing)實(shi)驗(yan)室(shi)等單位的大(da)力支持(chi)。