日前，中国科学技术协会学术会刊《科技导报》公布了2020年中国重大科学进展、重大技术进展、重大工程进展的入选成果。人工微结构和介观物理国家重点实验室刘开辉教授、俞大鹏院士与松山湖材料实验室王恩哥院士、韩国基础科学研究院丁峰教授等合作的研究成果“实现尺寸最大、晶面指数最全单晶铜箔库的可控制备”入选年度中国重大技术进展。

近年来，随着二维材料研究的兴起，铜被广泛应用于二维单晶材料的外延制备；具备各种指数晶面的单晶铜箔衬底是实现不同结构二维单晶材料外延生长的基础。制备大尺寸、多指数晶面的单晶铜箔是产业界和学术界亟待解决的问题。为此，研究团队提出界面能驱动单晶金属“变异和遗传”的退火生长机制，不仅可大幅提高高指数晶面“核”的形成概率，还可实现该高指数晶面“核”的异常长大。与此同时，利用制备得到的单晶铜箔作为“籽晶”，可诱导多晶铜箔转化为与“籽晶”具有相同晶向的单晶，从而实现特定晶面的大尺寸单晶铜箔和单晶铜锭的定向“复制”制造。最终，成功实现了尺寸最大（A4纸尺寸）、种类最全（35种）的单晶铜箔库的制备。相关研究成果以“‘籽晶’诱导大尺寸高指数面单晶铜箔生长”（Seeded growth of large single-crystal copper foils with high-index facets）为题，发表于《自然》（Nature, 2020, 581, 406）；在单晶金属研究、二维材料生长、表界面催化、低损耗电学传输、高频电路板、高散热器件等领域具有开拓性意义。今年2月，该项成果曾入选首届中国半导体十大研究进展。

不同指数晶面、A4纸尺寸单晶铜箔库的可控制备

据悉，《科技导报》编辑部从国内外重要科技期刊和科技新闻媒体2020年1月1日至12月31日间发表、公布或报道的中国科技成果中，遴选出30项重大科学进展、30项重大技术进展、49项重大工程进展；经编委、审稿人等通讯评议，根据每项得票情况，最终推选出2020年中国重大科学进展、重大技术进展、重大工程进展各10项。

信息来源：《科技导报》微信公众号“STReview”