אותו צוות, ממרכז IBS לחומרים פחמניים רב-ממדיים (CMCM), דיווח בעבר על סרטי גראפן ללא גבישי גביעים, אך הם תמיד הכילו קפלים ארוכים (ראו תרשים) הנוצרים מקמטים גבוהים כשהגרפן מתקרר לאחר הצמיחה.
קפלים אלה פוגעים בביצועים של טרנזיסטורים עם אפקט שדה שנוצרו לאחר מכן מהגרפן, וגם מחלישים את הסרט מבחינה מכנית.
באותה תקופה, הצמיחה הייתה באמצעות מתאן בסביבות 1,320K על נייר כסף (Cu (111)).
מחקר מפורט הראה את הקפלים שנוצרו במהלך קירור ב -1,020K ומעלה, ולכן החוקרים החלו לגדל גרפן מתחת לזה, והגיעו לטכניקה באמצעות משטח גידול סגסוגת תוצרת בית ותערובת גז שונה.
"פריצת דרך זו נבעה מגורמים תורמים רבים, כולל כושר ההמצאה האנושי והיכולת של חוקרי CMCM ליצור שכבות Cu-Ni (111) חד-קריסטליות בשטח גדול, שעליהן גדל הגרפן על ידי הפלת אדים כימיים באמצעות תערובת של אתילן עם מימן בזרם של גז ארגון ", חשף רוד רוף, מנהל CMCM.
"סרט גרפן נטול קיפול זה נוצר כגביש יחיד על כל מצע הגידול כיוון שהוא מראה התמצאות אחת על פני תבניות LEED [פיזור אלקטרונים באנרגיה נמוכה]," אמר חוקר חבר סונג ווון קיונג.
FETs של גרפן המעוצבים על הגרפן הכמעט מושלם, במגוון כיוונים ביחס לגראפן, הראו "ביצועים אחידים להפליא", על פי המכון, עם אלקטרונים וטמפרטורות החדר הממוצעות בטמפרטורת החדר של 7 × 10.3cm2/לעומת.
"ביצועים אחידים להפליא אפשריים מכיוון שסרט הגרפן נטול הקיפול הוא גביש בודד ללא פגמים בעצם", אמר יונקינג לי, חוקר מהמכון הלאומי למדע אולסן. טכנולוגיה (UNIST), איתו עבדה CMCM.
התהליך עובד על פני 1,000 עד 1,030K ומאזניים: עם גרפן כמעט מושלם שגדל בו זמנית משני צידיו של חמישה ניירי CuNi בגודל 40X70 מ"מ בכבשן קוורץ בנוי של IBS.
העברת מבעבע אלקטרוכימי העלתה את שכבות הגרפן לחופשיות, והותירה את הניירות מוכנות לשימוש חוזר-לאחר חמישה מחזורי גידול, אובדן הסגסוגת הנקי מהסכלים היה 100 מיקרוגרם.
התברר כי אזורי 'קצה צעד מקובץ' גדלים בין רמות קריסטל בודדות, ואזורים אלה מסירים את הלמינציה, ומאפשרים לחומר לטפס מהמצע. "גילינו כי התקבצות צעדים של משטח נייר מסוג Cu-Ni (111) מתרחשת לפתע בסביבות 1,030K, ושחזור משטח זה הוא הסיבה לכך שטמפרטורת הגידול הקריטית של גרפן נטול קיפול היא בסביבות ~ 1030 K או מתחת". אמר רוף.
המכון מצפה כי הגרפן הכמעט מושלם ישמש, כפי שהוא או מוערם עם חומרים דו-ממדיים אחרים, במו"פ לכיוון מכשירים אלקטרוניים, פוטוניים, מכניים ותרמיים. הערימה נוחה במיוחד מכיוון שניתן להעביר את הגרפן מסכל CuNi למצע אחר תוך פחות מדקה.
העבודה פורסמה ב- Nature.