石墨烯在化學氣相沈積法（CVD）製備上的挑戰與突破

完美石墨稀（Graphene）為一層碳原子緻密堆積而成的蜂窩狀二維材料，相較於金屬材料，它具有非常多獨特的特性，在電、熱與機械性質上亦有突出的性能表現，因此許多研究文獻中被預測此材料應為世界上最佳的透明導體，所以被認為可用在相當多的突破性應用，例如：防止材料腐蝕的保護層、透明導電基板、高頻元件及可撓式電子元件…等。這些應用都仰賴完美石墨烯之特性，目前常見的石墨烯製備方法，可大略分為兩類：一種是從天然石墨中剝離出單層石墨烯，然後再組裝成薄膜的剝離法。而另一種則是合成石墨烯：將含有碳的分子分解成碳自由基再一顆一顆排列成六角形狀，組成石墨烯稱為化學氣相沉積法。分解成碳自由基的過程，含碳分子往往需要藉由過渡金屬的催化，才能在合理的溫度內完成分解過程。隨後碳自由基也需要過渡金屬的基板來協助排列成六邊形石墨烯。剝離法所形成的薄膜，因所剝離出來的石墨烯尺寸過小（小於微米等級），且過多的晶格邊界造成石墨烯的品質遠低於理想值。若欲將石墨烯應用於石墨烯專屬的突破性商品，而非僅只用作添加物，CVD製備的高品質石墨烯變成唯一的希望。