2月28日，《自然—通訊》雜志在線發(fā)表了中科院金屬所沈陽材料科學國家(聯(lián)合)實驗室成會明、任文才團隊在石墨烯制備方面取得的一項新突破，他們通過金屬外延生長方法，制備出了具有非常優(yōu)異場發(fā)射效應的毫米級單晶石墨烯及其薄膜。

石墨烯優(yōu)異的電、光、強度等眾多優(yōu)異性質使其在電子學、自旋電子學、光電子學、太陽能電池、傳感器等領域有著重要的潛在應用，但大規(guī)模高質量制備技術是制約其進入實際應用的瓶頸之一。

目前制備高質量石墨烯的方法，有膠帶剝離法、碳化硅或金屬表面外延生長法和化學氣相沉積法(CVD)，前兩種方法效率低，不適于大量制備。而迄今由CVD法制備的石墨烯，一般是由納米級到微米級尺寸的石墨烯晶疇拼接而成的多晶材料。

對于以金屬基體生長的石墨烯，通常以腐蝕金屬基體的方法來進行轉移，不僅存在金屬殘存、轉移過程破壞石墨烯結構的問題，而且污染環(huán)境、成本高、不適合貴金屬基體。

成會明等采用貴金屬鉑生長基體，以低濃度甲烷和高濃度氫氣通過常壓CVD法，成功制備出了毫米級六邊形單晶石墨烯及其構成的石墨烯薄膜。通過該研究組發(fā)明的電化學氣體插層鼓泡法，可將鉑上生長的石墨烯薄膜無損轉移到任意基體上。

該方法操作簡便、速度快、無污染，并且適于釕、銥等貴金屬以及銅、鎳等常用金屬上生長的石墨烯的轉移，金屬基體可重復使用，可作為一種低成本、快速轉移高質量石墨烯的普適方法。

該方法轉移的單晶石墨烯具有很高的質量，將其轉移到Si/SiO2基體上制成場效應晶體管，測量顯示該單晶石墨烯室溫下的載流子遷移率可達7100cm2V-1s-1。

金屬基體上大尺寸單晶石墨烯及其薄膜的多次重復生長，為石墨烯基本物性的研究及其在高性能納電子器件、透明導電薄膜等領域的實際應用奠定了材料基礎。