如何造出超平整的大尺寸单晶铜圆片

超平整的单晶Cu(111)薄膜被广泛认为是合成二维单晶的理想外延衬底，因其便于后续的转移和器件集成。然而，由于缺乏可规模化且可靠的技术来消除最终薄膜中的面内孪晶界（TBs），Cu(111)的制备一直受到阻碍。本文提出了一种解决孪晶界问题的方法，用于制备超平整、无孪晶界的Cu(111)晶圆，该晶圆还能生长出高质量的单晶石墨烯晶圆。研究发现，通过设计织构沉积Cu膜，在高温退火过程中可实现特定Cu(111)晶粒的选择性异常晶粒生长（AGG），从而能够制备出6英寸无孪晶界Cu(111)晶圆。这种晶圆具有高结晶度（取向差角为0.48°）、良好的平整度（表面粗糙度Ra=0.34 nm）和可规模化生产的特点（每批次25片）。利用这种Cu(111)晶圆生长的石墨烯表现出优异的电子质量和晶圆级均匀性，平均载流子迁移率为10,093 cm²/V·s，方块电阻为905 Ω/□，整个晶圆的偏差仅为3.5%。