A3尺寸石墨烯薄膜、四/六英寸单晶石墨烯晶圆、石墨烯玻璃纤维、超级石墨烯玻璃……走进北京...|刘忠范院士：后摩尔时代，请“放过”石墨烯( 二 ) A3尺寸石墨烯薄膜、四/六英寸

成本和规模化制备影响石墨烯产业化的关键
作为一种新型材料，石墨烯材料的发展现状是“理想很丰满，现实很骨感” 。刘忠范对《中国电子报》采访人员坦言，目前石墨烯市场上的很多石墨烯材料都不是很“靠谱” 。
2018年，诺贝尔物理学奖获得者康斯坦丁?诺沃肖洛夫同新加坡国立大学另一教授一起在《先进材料》上发表了一篇文章，他们检验了全世界60多家企业的粉体石墨烯材料，发现在绝大多数企业提供的样品中，石墨烯含量不足10% 。刘忠范向采访人员表示，石墨烯是纯碳材料，里面是100%的碳。但现在的情况是，目前绝大多数所谓“石墨烯材料”的碳含量不超过60% ，也就是说，有超过40%的石墨烯材料成分连碳都不是。 “这就是现在的问题，在石墨烯材料上面，业界还有很多需要努力的空间。 ”刘忠范说。

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实验人员进行检测和实验
在诸多需要努力的方面中，规模化制备水平的提高是推动石墨烯产业发展的一大关键要素。刘忠范对采访人员表示，石墨烯产业正处于发展的初级阶段，这个阶段需要让规模化制备成为可能。刘忠范指出，产品要想从实验室走出、往规模化方向发展，需要具有很高的质量和极强的一致性、稳定性。但是目前，石墨烯产品的规模化制备却不容易。
其中，石墨烯的剥离是一大难点。用胶带粘出来的诺贝尔物理学奖曾被传为一段“佳话”：用一片胶带去粘另一边片胶带上的石墨，再撕下来就可以让石墨片变薄，这是一种非常实用且有趣的剥离方法。不过，刘忠范告诉采访人员，粉体石墨烯的剥离不是使用胶带，而是用一种化学方法，例如通过硫酸和强氧化剂去煮，把粉体石墨烯一层层剥离出来。但现在的难点是，石墨烯剥离的层数从1层到100层都有，很难控制。
石墨烯的生长也是一个难题。刘忠范表示，薄膜石墨烯一般是在高温炉子里烧出来的。在1000℃的高温加热炉里用铜箔做催化剂，就可以在铜箔上面长一个原子层的石墨烯。 “虽然能长出来，但是却长得不好。 ”刘忠范对采访人员说， “石墨烯原子像拍得非常漂亮，但实际做出来的东西缺陷很多、质量很差。 ”
规模化制备的不一致性、不稳定性和低质量是石墨烯实现产业化的主要瓶颈。除规模量产之外，成本问题也是石墨烯走向市场的一大难点。刘忠范以“纤”姿百态的柔性显示为例告诉采访人员，具有导电特性的石墨烯可以做柔性屏幕。但需要注意的是，经过叠层处理后，石墨烯的导电性和透光性还需要进一步提升，这些材料本身和工艺上问题的解决会大幅增加生产成本，使石墨烯柔性屏幕丧失性价比优势与市场竞争力。 “一张A3尺寸石墨烯薄膜材料的价格是2万元人民币。这样的价格，与现有显示技术相比，根本不具竞争力。 ”刘忠范说。
石墨烯晶圆不是好出路应寻更多应用突破口
【A3尺寸石墨烯薄膜、四/六英寸单晶石墨烯晶圆、石墨烯玻璃纤维、超级石墨烯玻璃……走进北京...|刘忠范院士：后摩尔时代，请“放过”石墨烯】人们对新事物总是有很多期许和憧憬。尽管目前石墨烯材料的规模化制备还存在难点，但石墨烯产业的发展前景仍充满光明。
半导体行业被很多人视作石墨烯材料大显身手的舞台。后摩尔时代，启用新材料被认为是解决芯片性能问题、突破芯片制造物理瓶颈的出路之一。作为“黑金”和“新材料之王” ，石墨烯在业界备受瞩目。