在国家自然科学基金（批准号：T2188101，52372038）等资助下，北京大学刘忠范教授、张艳锋教授、林立研究员团队与合作者在石墨烯等二维材料转移与器件集成技术上取得进展。相关成果以“单晶氧化锑介电层辅助的二维材料转移与器件构筑（Dielectric-assisted transfer using single-crystal antimony oxide for two-dimensional material devices）”为题，于2025年3月20日在《自然·电子》（Nature Electronics）期刊上发表，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41928-025-01353-x。

　　石墨烯等二维材料因其原子级厚度和优异的电学特性，在新一代电子器件领域具有重要应用前景。然而，在器件构筑过程中，二维材料转移及其与栅介质层的高质量集成仍面临诸多挑战，严重影响器件一致性与电学性能，已成为制约二维电子器件规模化制造的重要因素。

　　针对上述问题，研究团队提出了一种基于介电层辅助的石墨烯等二维材料转移与栅介质集成的方法，在单晶石墨烯/铜单晶晶圆表面外延生长了单晶氧化锑（Sb₂O₃）介电层。该单晶Sb₂O₃介电层具有等效氧化层厚度小、栅控能力强等优势，并可作为保护层有效抑制石墨烯转移过程中产生的裂纹、褶皱和污染，最终实现了四英寸石墨烯晶圆的无损洁净转移与栅介质集成。基于该技术制备的石墨烯器件表现出良好的电学性能，展现出高载流子迁移率，并在晶圆尺度上展现出良好的均匀性和长期工作稳定性。相关成果为二维材料与单晶介电层的转移与集成提供了新的技术思路，对二维电子器件的规模化制造具有重要参考价值。

图 氧化锑（Sb₂O₃）介电层在单晶石墨烯表面的外延生长及器件性能表征