元素百科信息频道：最近，韩国研究人员开发了一种与微电子兼容的方法来生长石墨烯，并成功合成了晶片级（直径4英寸）的高质量多层石墨烯。该方法基于离子注入技术，简单且可升级。这一结果使石墨烯更接近商业应用。
晶片级石墨烯合成技术
晶片级石墨烯可能是微电子线路的重要组成部分，但大多数石墨烯制造方法与硅微电子设备不兼容，阻碍了石墨烯从潜在材料向实际应用的飞跃。
为了将石墨烯与先进的硅微电子设备结合起来，大石墨烯不能起皱和撕裂，必须能够在低温下沉淀在硅晶片上，而传统的石墨烯合成技术需要高温。”我们的研究表明，碳离子注入技术在直接合成集成电路的晶片级石墨烯方面具有巨大的潜力，”韩国高丽大学化学与生物工程系教授金志贤说
石墨烯合成条件
金志贤指出，传统的化学气相沉淀法要求温度在1000℃以上，石墨烯可以在铜和镍膜上大面积合成，然后转移到硅基底部，造成断裂、起皱和污染。而且他的方法是基于离子注入。这是一种通常用于半导体混合的微电子兼容技术。碳离子在电场中加速，撞击一层由镍、二氧化硅和硅组成的材料表面，温度只有500℃。镍层碳溶解度高，是合成石墨烯的催化剂。石墨烯蜂窝状晶格经高温活化退火后形成。
他们还系统地研究了合成过程中各种退火条件的影响，包括改变环境压力、周围气体和处理时间。金志贤说，离子注入技术比其他制造方法更精细地控制产品结构，因为石墨烯层的厚度可以通过控制碳离子注入的剂量来准确地控制。”我们的合成方法是可控的和升级的，这样我们就可以根据硅晶片的大小（直径超过300mm）生成石墨烯。”
下一步，研究人员计划继续降低合成工艺的温度，控制工业生产中石墨烯的厚度。
责任编辑：qxl
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