研究目的
利用取向一致的石墨烯晶种，在非晶硅化钯薄膜上实现单取向石墨烯的毫米级生长，从而解决在无序衬底上生长单取向材料的难题。
研究成果
利用均匀取向的籽晶，在非晶钯硅化物薄膜上成功生长出毫米级单取向石墨烯，其具有无缝晶畴边界和弱基底相互作用。该方法具有可扩展性，可应用于其他非晶基底以生长单取向二维材料，从而获得更优的电子性能。
研究不足
生长过程受限于实验装置尺寸（最大3×4平方毫米），拉曼D峰表明该工艺可能存在缺陷。虽然建议可扩展至更大晶圆尺寸，但尚未完全证实。该方法依赖温度控制和钯沉积等特定条件，可能不具备普适性。
1：实验设计与方法选择：
研究通过在Si面6H-SiC(0001)衬底上外延生长取向一致的石墨烯晶种，沉积钯形成非晶硅化钯薄膜，并促进碳扩散使晶种扩展为单取向石墨烯。采用的方法包括扫描隧道显微镜（STM）、角分辨光电子能谱（ARPES）、低能电子衍射（LEED）、扫描透射电子显微镜（STEM）及第一性原理计算。
2：样本选择与数据来源：
使用经氢气蚀刻和硅沉积处理的Si面6H-SiC(0001)衬底。数据来源于实验测量与计算模型。
3：实验设备与材料清单：
设备包含低温STM（Omicron）、ARPES分析仪（SIENTA R3000, Gamma Data）、LEED、聚焦离子束（FIB, JIB-4601F, JEOL）、扫描透射电镜（STEM, JEM-ARM 200F, JEOL）、拉曼显微镜（WITEC Alpha300）及场效应晶体管测量系统（Keithley SCS-4200）。材料包括钯、硅、氢气、金、PMMA、热释放胶带及SiO2/Si等衬底。
4：实验流程与操作步骤：
包括SiC衬底蚀刻、硅与钯沉积、多温度加热（如600-1000°C）、STM/ARPES/LEED/STEM成像、干法转移石墨烯、拉曼光谱与电子迁移率测量。
5：数据分析方法：
通过LEED强度比、ARPES分析电子结构、STM获取形貌、STEM进行截面成像、拉曼光谱分析缺陷，并采用第一性原理DFT计算结合能。
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Raman microscope
Alpha300
WITEC
Obtaining Raman spectra and maps
-
FET measurement system
SCS-4200
Keithley
Measuring electron mobility in fabricated devices
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FIB
JIB-4601F
JEOL
Fabricating cross-sectional TEM samples using lift-out technique
-
STEM
JEM-ARM 200F
JEOL
Acquiring scanning transmission electron microscopy images
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STM
Omicron
Omicron
Acquiring topographies of samples
-
ARPES analyzer
SIENTA R3000
Gamma Data
Performing angle-resolved photoemission spectroscopy measurements
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PMMA
950 A6
micro chem
Used in graphene transfer process as a spin-coated layer
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Thermal release tape
Used in graphene transfer to attach to PMMA/Au/graphene
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