题目（1）：锗/石墨烯异质结构中新奇物理现象研究

　　报告人：狄增峰 研究员（中国科学院上海微系统与信息技术研究所）

　　题目（2）：化学气相沉积石墨烯单晶和粉体

　　报告人：于庆凯 研究员（中国科学院上海微系统与信息技术研究所）　

　　时间：12月4日（周二）9:00-11:00

　　地点：李薰楼468会议室

 

 　　锗/石墨烯异质结构中新奇物理现象研究

　　Novel physical phenomena graphene/germanium hybrid system

　　狄增峰

　　中国科学院上海微系统与信息技术研究所

　　范德华外延技术能够突破传统异质外延所面临的晶格匹配限制，利用锗半导体材料的特性，实现碳材料在锗衬底上范德华外延形成晶圆级单层石墨烯。石墨烯/锗异质结构体系特殊，导致诸多新奇物理现象：石墨烯方面，锗（110）衬底上石墨烯晶畴呈现取向排列，通过无缝拼接实现单晶石墨烯晶圆；锗（111）衬底上多晶石墨畴与衬底形成选区莫尔条纹，存在电荷转移导致钉扎效应，可以显著抑制化学作用引起的石墨烯摩擦力增大物理现象。石墨烯/锗界面方面，石墨烯不可透过特性使其作为扩散阻挡层，显著抑制锗衬底和高K栅介质之间元素互扩散。石墨烯/锗异质界面处存在的氢键，能够在原子力显微镜探针作用下形成尺寸和位置可控石墨烯气泡阵列。理论预测存在于石墨烯气泡中三轴对称赝磁场首次在实验中呈现，强度远超实验室能够达到的真正磁场水平。锗衬底方面，本征锗材料在10K及以下低温条件下表现绝缘特性，因此石墨烯/本征锗异质结构提供了研究低温二维超导的理想平台。此平台中，单晶石墨烯材料可以作为理想二维电子气，与锡纳米岛组合，形成二维超导体系，实现双量子临界物理现象；而与铅纳米岛组合，同样形成二维超导体系，但呈现量子金属态到量子格里菲斯态的转变的物理现象。

简历：狄增峰，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员。长期从事SOI材料、电子器件及相关技术应用和基础研究工作, 主要针对微电子技术器件特征尺寸缩小带来短沟道效应、迁移率退化的物理难题，开展高端SOI材料，包括全耗尽SOI材料、应变SOI（sSOI）、绝缘体上锗（GeOI）和绝缘体上石墨烯（GrOI）应用基础研究工作。，在Mater. Sci. Eng. R、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Nano Lett.等国际期刊发表SCI 学术论文100余篇，获得授权国际发明专利6 件（其中第一发明人3件），授权国内发明专利83 件（其中第一发明人23 件）。2012年获得国家自然科学基金委“优秀青年基金”支持，2015年获得国家级人才计划支持，2016年入选上海市优秀学术带头人、中国科学院上海分院杰出青年，2017年入选百千万人才工程国家级人选，2018年入选科技部中青年科技创新领军人才。

 

　　化学气相沉积石墨烯单晶和粉体

　　GrapheneSingle Crystal and Powder by Chemical Vapor Deposition

　　于庆凯

　　中国科学院上海微系统与信息技术研究所

　　化学气相沉积（CVD）是低维材料生长的重要手段。其中，在过去的十年中，CVD在石墨烯薄膜的生长取得诸多进展。然而，如何使用CVD生长石墨烯大单晶仍有挑战。另外如何能够利用CVD生长石墨烯具有低缺陷密度的优势，可以大规模生长石墨烯粉体也是尚未解决的问题。我们的工作在石墨烯大单晶和粉体两方面开展工作，拓展CVD方法在石墨烯生长领域的可能性。我们发现铜镍合金镍元素的存在明显提高石墨烯的生长速度，并可以降低形核密度，通过局部供碳技术得到石墨烯大单晶。另外，我们通过鼓泡法在熔融铜中通入天然气，在铜与气氛界面生长石墨烯，并由气泡带走，以粉体形式为最终产物。由于此方法为连续生长法，现阶段实现在30升的容器中，日产三公斤石墨烯。此石墨烯粉体显示出良好的导电性。

 简历：于庆凯，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员。长期从事碳基材料生长工作，包括CVD方法生长石墨烯薄膜，石墨烯粉体，三维石墨烯结构，铜碳复合材料等。在Nature Materials, Advanced Materials等国际期刊发表学术论文60余篇，获得美国发明专利两件。