蓝宝石基底石墨烯薄膜是将石墨烯转移至蓝宝石基底上形成的石墨烯制品。可以制成单层石墨烯薄膜、双层石墨烯薄膜和少层石墨烯薄膜，薄膜尺寸大小均可定制。蓝宝石基底上的石墨烯因其独特的物理和化学特性，以及在材料科学中的重要应用而受到广泛关注：

  1. 生长方法
    • 化学气相沉积（CVD）是制备大面积、高质量石墨烯的主要方法之一。通过在蓝宝石衬底上进行CVD生长，可以制备出石墨烯材料。
    • 研究生长温度对石墨烯表面形貌和晶体质量的影响，发现低温生长有利于保持材料表面的平整度，高温生长有利于提高材料的晶体质量。
    • 在蓝宝石基底上，通过金属镍辅助生长石墨烯，可以解决石墨烯在绝缘衬底上生长的难题。

  1. 特性
    • 蓝宝石基底上的石墨烯可以显著降低AlN的成核密度，提高AlN的生长速率，这主要归结于无悬挂键的石墨烯表面金属粒子具有较低的迁移势垒。
    • 石墨烯的引入可以提高AlN的晶格弛豫，两种材料保持各自的晶格常数，进而说明两种材料中的应力被完全释放。
    • 在蓝宝石基底上生长的石墨烯具有优异的电学特性，室温下载流子迁移率高。
  2. 应用
    • 蓝宝石基底上的石墨烯可以作为缓冲层，缓解蓝宝石与Ⅲ族氮化物的晶格失配问题，有利于大功率发光二极管的制备。

  • 石墨烯作为缓冲层能够弛豫部分晶格失配和热失配，有望解决LED与蓝宝石衬底晶格失配、热失配和散热性能不良的问题。
  • 蓝宝石基底上的石墨烯因其优异的电学特性，可以用于制备场效应晶体管，具有良好的电子输运性能和高载流子迁移率。

这些研究表明，蓝宝石基底石墨烯在电子器件、光电领域以及作为缓冲层缓解材料之间的晶格失配和热失配方面具有重要的应用潜力。随着研究的深入，蓝宝石基底石墨烯的应用领域将进一步扩展