截至目前，大规模批量生产石墨烯薄膜，同时控制并保持其优异性能不打折扣，还是一个尚未实现的挑战。主要问题之一是石墨烯在生长过程中会形成“晶界”，由于晶界缺陷的存在，其优异性能会大大降低。近期，瑞典和德国的一个团队开发出一种新技术，可以对石墨烯材料生长过程中产生的线缺陷进行简单、快速和大面积的观察，该研究发表在“科学进展”上。
石墨烯可能的应用领域列表几乎涉及未来技术的各个方面，包括解决能源和健康问题的各项技术如晶体管、传感器、储能器、柔性电子器件、生物医学等都可以利用其出众的机械、电气、热学和光学特性。
衡量任何导体导电性的标准是载流子如电子或离子如何轻松快速地通过它。在这一点上，石墨烯是令人惊叹的，其载流子迁移率是目前所有材料中最高的。石墨烯由于其绝佳的各种性能被人们看作一系列应用中最有前途的材料之一。但是，当合成较大面积的石墨烯薄膜时，由于晶界缺陷的存在，其超高电子迁移率会大大降低。
截至目前，大规模批量生产石墨烯薄膜，同时控制并保持其优异性能不打折扣，还是一个尚未实现的挑战。主要问题之一是石墨烯在生长过程中会形成所谓的“晶界”，当使用化学气相沉积（CVD）的方法合成石墨烯片（通常在100mm×100mm或150mm×150mm附近）时，在石墨烯材料中出现缺陷沉积。近期，瑞典和德国的一个团队开发出一种新技术，可以对石墨烯材料生长过程中产生的线缺陷进行简单、快速和大面积的观察，该研究发表在“科学进展”上。
该研究的第一作者，斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的博士研究生徐歌范说，这些晶界正其名称所示，是石墨烯的二维蜂窝格子图案中的微小的接缝，这些接缝会阻碍电子的流动并严重影响石墨烯材料的性能。“这很像拼布被子的接缝，”范说。“他们是不可避免的，现在我们必须容忍其存在。”
通过对石墨烯晶界的恰当可视化，科学家可以在这些不可避免的缺陷的控制工程中收获良多。范说，这项研究提供了一种方法，通过使用晶圆厂的标准工艺，即蒸汽氢氟酸（VHF）蚀刻和光学显微镜检查，可以简单、快速和经济地有效地观察晶界的大小和分布。
范说：“迄今为止，还没有一种该方法更简单，快速和可扩展的方法，用于在二氧化硅（SiO2）衬底上显示出大面积CVD石墨烯中的晶界。
范表示，该方法可能有助于加快开发大规模高质量石墨烯合成的过程。“它提供了对大面积石墨烯样品的晶界密度的快速评估，评估过程最长不超过两分钟，”他说。
“它还可以用于对使用石墨烯贴片的新兴石墨器件（如压力传感器，晶体管和气体传感器）进行事后分析，以研究晶界缺陷对器件性能的影响。”
閱讀更多 郴州石墨烯 的文章
