在Ge(100)衬底上采用分子束外延技术生长石墨烯，用于微电子和光电子领域的研究与应用

《ACS Applied Nano Materials》：Molecular Beam Epitaxy of Graphene on Ge(100) for Applications in Microelectronics and Optoelectronics

石墨烯在硅基Ge(001)衬底上通过化学气相沉积法生长，利用超高真空分子束外延设备结合碳原子源进行沉积，高温处理获得高质量均匀石墨烯层。尽管拉曼光谱显示Ge衬底缺陷峰，但电学及光电响应测试表明其具有优异性能，适合微电子与光电子器件应用。

　　

将石墨烯集成到硅技术中，并使用锗（Ge）缓冲层，对于基础科学和器件应用都具有很高的研究价值。多项研究通过化学气相沉积（CVD）技术探讨了石墨烯在锗表面的生长过程。尽管这种技术具有独特的应用优势，但由于涉及复杂的物理化学机制，其生长机理仍难以被完全理解。为了更深入地研究生长机制以及锗基底与沉积碳原子之间的相互作用，我们使用了一个配备了碳原子源的超真空分子束外延设备。通过扫描透射电子显微镜（STEM）、拉曼光谱（Raman spectroscopy）以及电容和光电流光谱（capacitance and photocurrent spectroscopies）对样品结构进行了分析。研究结果表明，较高的沉积温度能够获得质量优异且均匀性良好的石墨烯。尽管拉曼光谱显示存在与锗基底相关的缺陷峰，但石墨烯/Ge(001)结构仍展现出良好的电学和光电性能。值得注意的是，观察到的量子电容（quantum capacitance）和光电流（photocurrent）响应进一步凸显了其在微电子和光电子领域中的巨大潜力。