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摘要
二维（2D）石墨烯具有原子层厚度，在电子器件中展示出突破摩尔定律限制的巨大潜力。目前，化学气相沉积（CVD）是一种广泛应用于石墨烯生长的方法，满足低成本、大面积生产和易于控制层数的需求。然而，由于催化金属（例如Cu）衬底一般为多晶特性，导致CVD法生长的石墨烯晶体质量相对较差。为此，通过高温退火工艺制备了Cu （111）单晶衬底，使石墨烯的初始成核过程得到了很好的控制，从而实现了厘米尺寸的高质量单晶石墨烯的制备。根据二者的晶格匹配关系，Cu （111）衬底为石墨烯生长提供了唯一的成核取向，相邻石墨烯成核岛的边界能够缝合到一起。单晶石墨烯具有高电导率，相较于原始多晶Cu上生长的石墨烯(1 415.7Ω·sq-1),其平均薄层电阻低至607.5Ω·sq-1。高温退火能够清洁铜箔，从而获得表面粗糙度较低的洁净石墨烯。将石墨烯用于场效应晶体管（FET）,器件的最大开关比为145.5,载流子迁移率为2.31×10～3 cm2·V-1·s-1。基于以上结果，相信本工作中的单晶石墨烯还满足其他高性能电子器件的制备。
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单位中国科学院长春光学精密机械与物理研究所; 吉林财经大学; 中国科学院大学
