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導(dǎo)讀
二維原子晶體石墨烯，集高遷移率、高熱導(dǎo)率、優(yōu)異的機(jī)械硬度于一身，在電子學(xué)、光子學(xué)與光電子學(xué)等諸多領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。如高品質(zhì)石墨烯晶片可作為下一代微納電子元件的關(guān)鍵組件，有望就像二十世紀(jì)六十年代盛行的硅晶片一樣，為電子學(xué)領(lǐng)域帶來重大突破。鑒于此，怎么制備大面積高質(zhì)量的石墨烯薄膜以及怎樣確切且可重復(fù)的表征其熱學(xué)性質(zhì)變得尤為重要。
關(guān)鍵挑戰(zhàn)
物理液相沉積（CVD）法作為最具備發(fā)展?jié)摿Φ母哔|(zhì)量石墨烯制備方式之一，近些年來在晶片規(guī)格石墨烯薄膜制備方面取得了一系列進(jìn)展。近日，上海學(xué)院劉忠范教授課題組與成都學(xué)院能源大學(xué)孫靖宇院長課題組近日在Small上發(fā)表題為“ofWafer-ScaleFilms:,,and”的綜述論文[1]，總結(jié)了目前CVD法制備晶片規(guī)格石墨烯的最新進(jìn)展，指出了物理反應(yīng)動力學(xué)與液相流體動力學(xué)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(guī)格石墨烯制備領(lǐng)域今后的重點(diǎn)研究方向進(jìn)行了展望。文章強(qiáng)調(diào)目前晶片級石墨烯的生長面臨三個關(guān)鍵挑戰(zhàn)：
缺陷的存在，非常是皺褶，少層和多層控制生長和轉(zhuǎn)移相關(guān)的問題（如圖一）
氫鍵和不均勻石墨烯層的出現(xiàn)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(yán)峻的挑戰(zhàn)
圖1晶片規(guī)格石墨烯薄膜的制備挑戰(zhàn)
解決方案
為使晶片級石墨烯薄膜開發(fā)應(yīng)用于電子器件中，其熱學(xué)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(jìn)的脈沖太赫茲頻域波譜專利技術(shù)創(chuàng)新性的研制出了一款針對大面積（8英寸wafer）石墨烯、半導(dǎo)體薄膜和其他二維材料100%全區(qū)域的太赫茲無損快速表征檢測設(shè)備-ONYX[2,3]。反射式太赫茲頻域波譜技術(shù)（THz-TDS）填補(bǔ)了傳統(tǒng)接觸檢測方式（如四探針法-Four-probe，范德堡法-VanDerPauw和內(nèi)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(shí)現(xiàn)了從科研級到工業(yè)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(xué)性質(zhì)檢測，為石墨烯和二維材料科研和產(chǎn)業(yè)化研究提供了強(qiáng)悍的支持。
石墨烯/二維材料熱學(xué)性質(zhì)非接觸快速檢測系統(tǒng)-ONYX
另外，Das-nano公司也與日本國家化學(xué)實(shí)驗(yàn)室（NPL，即美國國家計(jì)量院）的科學(xué)家、意大利國家計(jì)量院、西班牙SA合作，共同完成了亞洲計(jì)量創(chuàng)新與研究計(jì)劃（EMPIR）中的“GRACE-石墨烯熱學(xué)特點(diǎn)檢測新技巧”項(xiàng)目，發(fā)布了首個基于THz-TDS的全新非接觸檢測方式及檢測標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)指南。為石墨烯及其他二維材料熱學(xué)特點(diǎn)的快速驍龍量、非接觸檢測方式的可靠性及標(biāo)準(zhǔn)化提供了挺好的驗(yàn)證和指導(dǎo)薄膜制備，對實(shí)現(xiàn)未來石墨烯電子產(chǎn)品電氣檢測的標(biāo)準(zhǔn)化具有重要意義。
石墨烯濁度率非接觸檢測方式及檢測標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)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(nèi)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(shù)ε’和ε”
→特定頻度下的特點(diǎn)剖析
→薄膜長度檢測
→吸收功率檢測
ONYX應(yīng)用方向
ONYX發(fā)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(xiàn)：
[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).
