北京石墨烯研究院：在碳化硅表面高效催化生长石墨烯

本文研究了在碳化硅（SiC）表面通过化学气相沉积（CVD）直接催化生长石墨烯的机理。背景介绍了SiC作为第三代半导体材料的优异特性，以及石墨烯的高载流子迁移率等特性，二者结合在热管理、电极性能等领域具有潜在优势。研究目的是揭示乙炔和乙烯两种碳源在4H-SiC不同晶面上的吸附、裂解及成核行为，以实现高质量石墨烯的可控合成。研究通过第一性原理计算与实验验证，发现CHCH是参与石墨烯生长的主要活性物种，且在不同化学势条件下表现出晶面选择性成核行为。实验结果表明，乙炔作为碳源生长速率更快但质量较差，乙烯则生长质量更优。该研究为石墨烯/SiC复合材料的可控合成提供了理论基础与实验支持。