近期,，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所信息功能材料國家重點實驗室SOI材料課題組在層數可控石墨烯薄膜制備方面取得新進展。課題組設計了Ni/Cu體系,，并利用離子注入技術引入碳源,，通過精確控制注入碳的劑量，成功實現了對石墨烯層數的調控,。

　　近期,，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所信息功能材料國家重點實驗室SOI材料課題組在層數可控石墨烯薄膜制備方面取得新進展。課題組設計了Ni/Cu體系,，并利用離子注入技術引入碳源,，通過精確控制注入碳的劑量，成功實現了對石墨烯層數的調控,。相關研究成果以Synthesis of Layer-Tunable Graphene：A Combined Kinetic Implantation and Thermal Ejection Approach 為題作為背封面(Back Cover)文章發(fā)表在Advanced FunctionalMaterials 2015年第24期上,。

　　石墨烯以其優(yōu)異的電學性能、出眾的熱導率以及卓越的力學性能等被人們普遍認為是后硅CMOS時代延續(xù)摩爾定律的最有競爭力的電子材料，擁有廣闊的應用前景,。然而,，針對特殊的應用需求必須對石墨烯的層數進行精確控制。上海微系統(tǒng)所SOI材料課題組圍繞石墨烯層數控制問題,，結合Ni和Cu在CVD法中制備石 墨烯的特點,，利用兩種材料對碳溶解能力的不同，設計了Ni/Cu體系(即在25 μm厚的Cu箔上電子束蒸發(fā)一層300 nm的Ni ),，并利用半導體產業(yè)中成熟的離子注入技術將碳離子注入到Ni/Cu體系中的Ni層中,，通過控制注入碳離子的劑量(即4E15 atms/cm2劑量對應單層石墨烯，8E15 atoms/cm2劑量對應雙層石墨烯),，經退火后成功實現了單,、雙層石墨烯的制備。

　　與傳統(tǒng)的CVD制備石墨烯工藝相比,，離子注入技術具有低溫摻雜,、精確的能量和劑量控制和高均勻性等優(yōu)點，采用離子注入法制備石墨烯單雙層數僅受碳注入劑量的影響,，與氣體的體積比,、襯底厚度以及生長溫度無關。此外,，離子注入技術與現代半導體技術相兼容,，有助于實現石墨烯作為電子材料在半導體器件領域真正的應用。

　　該研究得到了國家自然科學基金委創(chuàng)新研究群體,、優(yōu)秀青年基金、中國科學院高遷移率材料創(chuàng)新研究團隊等相關研究計劃的支持,。