自从诺奖得主安德烈·海姆（Andre Geim）和奥斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）用胶带将石墨烯从石墨剥离之后，研究人员也始终在探索如何才能用更方便的方法合成出石墨烯。但目前还没有人能用简单的方法大面积生产石墨烯。

目前最有希望成为大面积生产石墨烯的方法——碳化硅外延生长，在最近的研究中取得了突破。名古屋大学的研究者 Wataru Norimatsu 和他的同事发现在石墨烯的制备过程中加入快速冷却步骤，可以提高石墨烯纳米片的质量。

碳化硅衬底生产石墨烯的第一步是将衬底加热到高温。加热后，热量会把碳化硅中的硅驱赶到衬底表面，留下层状排列的碳原子。得到的材料从底部到顶部分别是衬底、缓冲层和多层石墨烯。这个缓冲部分具有石墨烯蜂窝状晶格，但是该层具有电绝缘性并会引起电子散射效应，降低材料本身的电子迁移率，一般都会把缓冲层这部分扔掉。

Norimatsu 和他的同事经过试验证实，将该材料迅速冷却至液氮的温度，比去除这部分缓冲层更简单。他们也发现经过快速冷却的缓冲层，也会转变成具有电活性的石墨烯纳米片。

此外，他们还发现在用这种办法冷却之后，石墨烯的导电性能大幅提升，大约有 10 层的石墨烯的电子迁移速度会增加三倍以上。因为在快速冷却的时候，缓冲层和石墨烯在冷却时膨胀，而衬底在冷却时收缩，这样衬底和缓冲层之间会发生化学键的断裂，减少了载流子的扩散，提高了载流子浓度。

这可能是目前大规模生产石墨烯基半导体最可行的办法。

**本文作者赵盖子，文章首发头条，微信公众号【烯引力】-不仅仅是石墨烯，烯引力致力于发现全球范围的新材料趋势。转载请与微信号 t2ipo001 联系，并保留本信息。未包含本信息的转载将受到侵权投诉。