绝缘体上石墨烯的直接生长

石墨烯器件的制备常因硅工艺与石墨烯生长方法之间的不兼容性而受阻。从石墨上剥离可获得优质薄膜，但主要适用于研究。在金属上生长的石墨烯具有技术潜力，但需要机械转移。通过 SiC 分解生长所需的温度预算超出了工艺极限。这些问题可通过在绝缘体上直接生长石墨烯来规避，这意味着范德瓦尔斯生长。在生长过程中，绝缘体作为支撑，定义了生长平面。在器件中，它将石墨烯与硅衬底绝缘。我们展示了在云母表面上石墨烯的平面生长。这是通过在 600°C 以上进行分子束沉积实现的。高分辨率拉曼扫描说明了生长参数和衬底形貌对薄膜完美度的影响。从头计算表明了一种生长模型。数据分析突出了表面台阶处成核与平坦表面成核之间的竞争。作为概念验证，我们展示了在具有直接生长沟道的晶体管中存在电场效应的证据。