超越铜：蓝宝石上的晶圆级石墨烯合成
应用物理
2020-01-23 v1 材料科学
摘要
石墨烯在电子学、光电子学和光子学中的采用受到以下因素阻碍：难以在具有技术相关性的衬底上获得高质量材料、难以实现晶圆级尺寸以及金属污染水平与工业要求兼容。迄今为止，直接在绝缘衬底上生长石墨烯已被证明具有挑战性，通常需要金属催化剂或产生有缺陷的石墨烯。在这项工作中，我们展示了一种在商用反应器中实现的无金属方法，通过化学气相沉积（CVD）在c面蓝宝石衬底上获得高质量单层石墨烯。我们通过低能电子衍射（LEED）、低能电子显微镜（LEEM）和扫描隧道显微镜（STM）测量确定蓝宝石的富Al重构root31R9对于获得外延石墨烯至关重要。拉曼光谱和电学输运测量显示出高质石墨烯，迁移率稳定高于2000 cm2/Vs。我们将工艺放大到4英寸和6英寸晶圆尺寸，并证明金属污染水平在后段制程（BEOL）集成的限制范围内。此处引入的生长工艺为在技术上可行的基础上合成晶圆级石墨烯薄膜建立了一种方法。
引用
@article{arxiv.1907.01610,
title = {Going beyond copper: wafer-scale synthesis of graphene on sapphire},
author = {N. Mishra and S. Forti and F. Fabbri and L. Martini and C. McAleese and B. Conran and P. R. Whelan and A. Shivayogimath and L. Buß and J. Falta and I. Aliaj and S. Roddaro and J. I. Flege and P. Bøggild and K. B. K. Teo and C. Coletti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.01610},
year = {2020}
}
备注
15 main text pages, 4 main text figures, 13 supplementary information pages, 12 supplementary figures, 3 supplementary tables