石墨烯的化学气相沉积法生长及其在柔性电子器件中的应用

石墨烯是由单层碳原子紧密排列构成的二维原子晶体材料，由于其独特的量子效应和优异的电子性能，在未来的纳电子器件与集成电路、柔性电子器件、超高灵敏传感器件等新型电子器件的构建中有重要的应用前景。本项目主要发展石墨烯的化学气相沉积表面控制生长，探索石墨烯在柔性电子器件领域的应用基础。通过异质原子掺杂、基底控制、催化剂设计等方法，制备较大面积、形状可设计、能带可控的单层或少层石墨烯。发展石墨烯可控转移技术，采用特定能带与性能的石墨烯构筑柔性电子器件，研究石墨烯的几何形状、表面和边界的化学修饰、基底和掺杂对石墨烯电子输运特性以及传感等性能的影响。该项目的开展将为建立石墨烯的内禀属性、几何形状、化学修饰、掺杂与器件性能之间的对应关系，为发展实用型石墨烯传感器件和柔性电子器件奠定基础。

本项目研究的主线是发展石墨烯的化学气相沉积表面控制生长，探索石墨烯在柔性电子器件领域的应用基础。我们按照项目计划书，与世界前沿同步开展了石墨烯可控生长方面的研究，并取得了一系列创新性成果：通过催化剂设计与生长基元步骤调控，发展了Ni/Mo催化剂法、偏析（共偏析）生长法、褶皱工程法等多种生长方法，实现了绝对单层石墨烯、化学掺杂石墨烯以及周期性褶皱石墨烯的可控生长。发展了石墨烯可控转移技术及柔性薄膜器件的加工组装技术，为后续构建大面积、高性能、柔性薄膜晶体管提供材料与技术基础。本项目发表学术论文10篇，其中影响因子大于3的论文10篇，影响因子大于6的论文7篇，占论文总数的70%，包括Nature Commun. 1篇、J. Am. Chem. Soc. 1篇、Nano Lett. 1篇、Adv. Mater. 1篇、Adv. Funct. Mater. 1篇、Nano Res. 3篇。申请专利2项。项目承担人员和研究生参加各类国际（国际和双边）学术会议9人次，其中邀请报告2次；参加国内学术会议8人次。项目执行期间，培养博士生5名、博士后2名。