Новая технология изготовления монослойного и монокристаллического графена, разработанная в Центре многомерных углеродных материалов корейского Института фундаментальных наук (IBS), позволяет устранить главное препятствие на пути промышленного внедрения этого углеродного 2D-материала. До сих пор высококачественный монокристаллический графен удавалось получать только в виде миниатюрных фрагментов площадью, максимум, несколько квадратных сантиметров.

С помощью метода, предложенного командой под управлением профессоров Фен Дина (Feng Ding) и Родни Руоффа (Rodney Ruoff), всего за 20 минут удавалось изготовить ленты графена габаритами 5×50 см с почти идеальной (на 99,9%) структурой и себестоимостью меньшей, чем у коммерчески доступных низкокачественных плёнок поликристаллического графена.

В этой работе, описываемой на страницах Science Bulletin, графен выращивался на поверхности медной фольги, которая трансформировалась в монокристаллическую медь при нагреве примерно до 1030 °C. Зона температурного градиента перемещаясь, вытесняла границу зёрен, и оставляла за собой идеальный монокристалл.

На поверхности такой подложки техникой химического осаждения из газовой фазы параллельно создавалось множество островков графена. Постепенно сливаясь они образовывали практически идеальный монокристаллический слой, покрывающий всю доступную поверхность. Доля неправильно ориентированных островков графена не превышает 0,1%, что значительно уменьшает количество дефектов и границ зёрен в этом материале.

Как указывают авторы, размеры медной подложки, а значит и создаваемой графеновой плёнки, практически нелимитированы. Теперь они планируют использовать монокристаллическую медь как основу для выращивания других интересных 2D-материалов.