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導讀
二維原子晶體石墨烯，集高遷移率、高熱導率、優異的機械硬度于一身，在電子學、光子學與光電子學等諸多領域具有巨大的應用前景。如高品質石墨烯晶片可作為下一代微納電子元件的關鍵組件，有望就像二十世紀六十年代盛行的硅晶片一樣，為電子學領域帶來重大突破。鑒于此，怎么制備大面積高質量的石墨烯薄膜以及怎樣確切且可重復的表征其熱學性質變得尤為重要。
關鍵挑戰
物理液相沉積（CVD）法作為最具備發展潛力的高質量石墨烯制備方式之一，近些年來在晶片規格石墨烯薄膜制備方面取得了一系列進展。近日，上海學院劉忠范教授課題組與成都學院能源大學孫靖宇院長課題組近日在Small上發表題為“ofWafer-ScaleFilms:,,and”的綜述論文[1]，總結了目前CVD法制備晶片規格石墨烯的最新進展，指出了物理反應動力學與液相流體動力學對石墨烯生長基元步驟與批量化制備的影響，并對晶片級規格石墨烯制備領域今后的重點研究方向進行了展望。文章強調目前晶片級石墨烯的生長面臨三個關鍵挑戰：
缺陷的存在，非常是皺褶，少層和多層控制生長和轉移相關的問題（如圖一）
氫鍵和不均勻石墨烯層的出現以及低生長速度也是亟需解決的問題
生長和刻蝕過程中不可再生的金屬薄膜、不可防止的金屬殘留以及諸多缺陷一直是嚴峻的挑戰
圖1晶片規格石墨烯薄膜的制備挑戰
解決方案
為使晶片級石墨烯薄膜開發應用于電子器件中，其熱學表征勢在必行薄膜制備，且是必須的。介于此，英國DasNano公司采用先進的脈沖太赫茲頻域波譜專利技術創新性的研制出了一款針對大面積（8英寸wafer）石墨烯、半導體薄膜和其他二維材料100%全區域的太赫茲無損快速表征檢測設備-ONYX[2,3]。反射式太赫茲頻域波譜技術（THz-TDS）填補了傳統接觸檢測方式（如四探針法-Four-probe，范德堡法-VanDerPauw和內阻層析成像法-）及顯微方式（原子力顯微鏡-AFM,共聚焦拉曼-Raman，掃描電子顯微鏡-SEM以及透射電子顯微鏡-TEM）之間的不足和空白。實現了從科研級到工業級的大面積石墨烯及其他二維材料的無損和高分辨，快速的熱學性質檢測，為石墨烯和二維材料科研和產業化研究提供了強悍的支持。
石墨烯/二維材料熱學性質非接觸快速檢測系統-ONYX
另外，Das-nano公司也與日本國家化學實驗室（NPL，即美國國家計量院）的科學家、意大利國家計量院、西班牙SA合作，共同完成了亞洲計量創新與研究計劃（EMPIR）中的“GRACE-石墨烯熱學特點檢測新技巧”項目，發布了首個基于THz-TDS的全新非接觸檢測方式及檢測標準的指導指南。為石墨烯及其他二維材料熱學特點的快速驍龍量、非接觸檢測方式的可靠性及標準化提供了挺好的驗證和指導薄膜制備，對實現未來石墨烯電子產品電氣檢測的標準化具有重要意義。
石墨烯濁度率非接觸檢測方式及檢測標準的指導指南
ONYX概述
ONYX主要功能
→直流濁度率（σDC）
→載流子遷移率,μdrift
→直流內阻率,RDC
→載流子含量,Ns
→載流子散射時間，τsc
→表面均勻性
新增功能
→介電常數ε’和ε”
→特定頻度下的特點剖析
→薄膜長度檢測
→吸收功率檢測
ONYX應用方向
ONYX發表文章列出
[1].ofandofCVDatthemacro-,micro-andnano-scale.
,C.,Huang,N.,,L.,,A.,,A.,,A.,,V.,,I.,Redo-,A.,Etayo,D.,,M.,,S.,,O.,,A.&,O.,10(1),1-11(2020).
[2].basedon
FernándezS,GandíaJJ,InésA,I,BoscáA,PedrósJ.,MartínezJ,CalleF.&CárabeJ.,AdvMaterSci2(3):1–3(2019).
[3].theofwith
,A.,,D.,,A.,,A.,,O.,Etayo,D.,,A.,Redo-,A.,,I.,,M.&,L.,9(1),1-9(2019).
[4].-Basedfor
Fernández,S.,Boscá,A.,Pedrós,J.,Inés,A.,Fernández,M.,,I.,González,J.P.,delaCruz,M.,Sanz,D.,,A.,,R.S.,ón,M.á.,Calle,F.,Gandía,J.J.,Cárabe,J.,&Martínez,J.,10(6),402(2019).
[5].oftime-andmodesfor
,D.M.,,P.R.,B?ggild,P.,,P.U.,Redo-,A.,Etayo,D.,,N.&,D.H.,26(7),9220-9229(2018).
[6].theoflarge-area
B?ggild,P.,,D.M.,,P.R.,,D.H.,Buron,J.D.,,A.,...&,P.U.2D,4(4),(2017).
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參考文獻：
[1]maial.,ofWafer-ScaleFilms:,,and,Small,2021,DOI:10.1002/smll.
[2],A.,,D.,,A.etal.theofwith.SciRep9,10655(2019).
[3],C.,Huang,N.,,L.etal.ofandofCVDatthemacro-,micro-andnano-scale.SciRep10,3223(2020).
