晶体制备技术突破 - 北京大学刘开辉团队首创"晶格传质—界面生长"晶体制备新范式，显著提高晶体结构的生长速度和均一性 [2] - 新方法能让材料如"顶竹笋"一般生长，一分钟能长50层，已制备出10万层单晶石墨烯和30万层其他二维晶体 [7] - 该方法具有通用性，团队已成功制备氮化硼、硫化钼等9种高质量二维晶体 [7] 晶体应用领域 - 石英晶体用于精准计时，人工晶体用于白内障手术，半导体晶体用于制造晶体管和集成电路 [2] - 高质量单晶石墨的制备有望提升芯片集成度和算力，为新一代电子和光子集成电路提供新材料 [2] - 单晶石墨研究突破有助于我国在该领域争取更大国际话语权，突破"卡脖子"技术 [5] 技术原理与优势 - 新方法通过晶格传输实现界面生长，避免传统表面生长方式的缺陷积累问题 [7] - 原子在金属表面形成第一层晶体后，新原子通过晶格传输进入缝隙顶着上方晶体层生长 [7] - 缺陷不会"遗传"，出现缺陷的层被顶上去不影响下一层生长，保证晶体质量 [7] 研究背景与突破 - 硅材料在2纳米制程后推进难度陡增，寻找替代晶体成为芯片行业趋势 [3] - 团队意外发现单晶镍箔上表面变黑，意识到厚层石墨生长潜力，最终将单晶石墨厚度从1微米提高到35微米 [5] - 制备的厚层单晶石墨具有均匀厚度、超大单晶尺寸、超平整表面和超高热导率等优异特性 [5]