通过梯度表面能调制实现的集成晶圆级超平滑石墨烯

将大规模二维（2D）材料集成到半导体晶圆上对于先进电子设备是非常可取的，但仍存在与转移相关的开裂、污染、皱纹和掺杂等挑战。在此，我们开发了一种通过梯度表面能调制的通用方法，可靠地将石墨烯粘附并释放到目标晶圆上。所得的晶圆级石墨烯表现出无损伤、干净且超平坦的表面，掺杂几乎可以忽略不计，导致均匀的片电阻，偏差仅约为6%。转移到SiO2/Si上的石墨烯表现出高载流子迁移率，达到约10,000 cm² V⁻¹ s⁻¹，在室温下观察到量子霍尔效应（QHE）。经过h-BN封装后，在1.7 K时出现分数量子霍尔效应（FQHE），导致超高迁移率约为280,000 cm² V⁻¹ s⁻¹。集成的晶圆级石墨烯热发射体在近红外（NIR）光谱中表现出显著的宽带发射。总体而言，所提出的方法对于未来在先进电子学和光电子学中集成晶圆级2D材料具有良好的前景.