摘要
单晶材料的异构集成为先进的器件平台和功能系统提供了巨大的机会1．尽管通过异质外延协积有源器件层已经做出了大量的努力，但晶格极性和晶格常数的不匹配一直限制着生长材料的质量2．另一方面，作为替代方法的层转移方法受到可转移材料的有限可用性和转移过程相关障碍的影响3.．在这里，我们介绍了石墨烯纳米模式作为一种先进的异质集成平台，允许创建广泛光谱的独立单晶膜，其缺陷大大减少，范围从非极性材料到极性材料，从低带隙到高带隙半导体。此外，由于石墨烯纳米图案的灵活性和化学惰性，我们揭示了显著减少晶格和极性不匹配异质外延系统中的失配位错、螺纹位错和反相边界等晶体学缺陷的独特机制。更重要的是，我们开发了一个全面的力学理论来精确引导裂纹穿过石墨烯层，并演示了在石墨烯纳米图案上生长的任何外延覆盖层的成功剥离。因此，这种方法有可能通过扩大材料的选择和提供设计异质集成系统的灵活性来彻底改变不同材料的异质集成。
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确认
麻省理工学院的团队感谢国防高级研究计划局青年教师奖的支持。029584-00001)，空军研究实验室(授予编号:029584-00001)。FA9453-18-2-0017和FA9453-21-C-0717)，隶属于美国能源部太阳能技术办公室的能源效率和可再生能源办公室(EERE)。DE-EE0008558)， Tenaga国立大学和UNTEN研发Sdn。有限公司，Malaysia through TNB Seed fund grant no. U-TV-RD-20-10, and Umicore. STEM was performed at the Center for Electron Microscopy and Analysis (CEMAS) at The Ohio State University. M.Z. and J.H. acknowledge support by the National Science Foundation under NSF award no. DMR-2011876.
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J.K.和s.h.b.想出了这个主意。h.k.、S.L.和J.S.设计并协调了实验。M.A, y.z和Y.S.进行了外延的理论研究和模拟。石墨烯的生长和转移由h.k.、s.l.、k.k.、N.M.H、K.S.K、h.s.、H.S.K、s.i.k、j.h.l.和j.h.完成，制模、剥落和器件制作由s.l.、j.s.、h.k.、Lu、b.i.p、c.c.、H.Y、Y.M.和S.S.完成。剥落理论由h.k.、s.l.、N.M.H、k.k.、Lee、S.S.、j.s.、h.k.、j.s.、h.k.、b.i.p、c.c.、H.Y、Y.M.和S.S.发展。s.h.b.和J.K.的STEM测量和GPA分析由M.Z.和J.H.进行，材料表征由H.K.、s.l.、n.m.h.、k.l u、C.S.C、j.m.s.、H.Y、Y.M.和S.S.进行，光电表征由H.K.和J.S.进行，手稿由H.K.、Y.S.和J.S.撰写，并得到所有作者的输入。所有的作者都对最终形成手稿的结果进行了分析和讨论。
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金瀚，李淑贞，申俊杰。et al。石墨烯纳米模式作为单晶膜生产和缺陷减少的通用外延平台。Nanotechnol Nat。17, 1054 - 1059(2022)。https://doi.org/10.1038/s41565-022-01200-6
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