近年来化学气相沉积法制备的石墨烯展现出的优异性质吸引了学术界和工业界的广泛关注。但是石墨烯高温制备过程中带来的本征污染问题严重降低了石墨烯的性质，影响了石墨烯的应用拓展。铜衬底作为制备石墨烯的常用衬底，对石墨烯的畴区尺寸、层数控制等发挥着不可忽视的作用。由于不同晶面结构对称性和催化活性等的差异，铜衬底不同晶面上石墨烯生长的基元步骤也有所不同。与此同时，铜晶面对石墨烯表面本征污染物形成的影响及其相关机理还有待探究。
成果简介
北京大学刘忠范教授团队发现金属铜衬底的晶面类型会影响化学气相沉积法制备的石墨烯薄膜的本征洁净度，其中铜（100）晶面上生长的石墨烯洁净度高于其他几种常见晶面。这主要是由于活性碳氢物种在石墨烯/Cu(100)表面具有更高的迁移势垒而抑制了其表面无定形碳的形成。在此基础上，他们成功在米级尺寸的Cu(100)衬底上上实现了洁净石墨烯薄膜的批量制备。超洁净石墨烯薄膜也展现出了更加优异的光学和电学性质。该工作为相关基础研究提供了良好的材料基础，并将助力于石墨烯产业的进一步发展。
