image: (a) 具有两个加热区的气相沉积工艺示意图；(b) 在 SiO2/Si 基板上形成的纤维的扫描电子显微镜 (SEM) 图像； (c) 比较纤维和源的 XRD 数据；(d) 纤维的 TEM 图像； (e) (d) 中纤维的相应选区电子衍射 (SAED) 图案；(f) 薄膜转移到 SiO2/Si 衬底上的光学图像，插图：Si/SiO2 晶片上的 5 cm × 5 cm 薄膜；(g) 带有边缘的薄膜的光学闭合图像，插图：薄膜样品的相应 SEM 图像；(h) SiO2/Si 衬底上带有边缘的薄膜的 AFM 高度图像，薄膜的厚度约为 2.81 nm（插图）；(i) SiO2/Si上薄膜（顶部红色）和源（底部蓝色）的 XPS 光谱，显示薄膜中不存在 Br 基团。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
近日，《中国科学材料》在线发表了中科院化学所刘云圻院士课题组博士生姚文乾、博士后杨贺的研究成果，针对难溶的有机小分子，利用传统化学气相沉积法的气固界面聚合反应，成功制备了四英尺晶圆级尺寸大小的均匀超薄二维有机薄膜。
通常有机分子薄膜的制备多借助于溶液法、旋涂法等技术, 所制备的薄膜尺寸、均匀性和厚度可控性较差。传统的化学气相沉积法在二维材料的制备方面应用广泛, 但在有机分子薄膜制备领域却鲜有报道。
研究人员基于C12S3Br6分子开发了一种基于化学气相沉积法生长连续、均匀、超薄(2–5 nm)的晶圆级多晶有机薄膜的一般方法。该方法基于铜表面催化的一系列含溴π-共轭小分子的聚合, 其中局部表面聚合和有机分子内部π-π相互作用决定了薄膜的尺寸和均匀性, 研究表明薄膜的生长形貌和速度与铜晶面的类型密切相关, 基于此在Cu(111)表面获得了更为均匀的薄膜。并通过另外两种有机小分子C24H4O2Br2，C24H12Br2N4薄膜的成功制备有效地证明了该方法的普适性。
此外，实验证明在生长有石墨烯的Cu基底上同样可以获得此有机分子薄膜。该方法的提出为制备基于难溶性有机小分子的可控大面积原子厚度薄膜和相关异质结构, 如有机膜/石墨烯, 及其他功能材料和器件提供了新途径。
研究详情请见原文：
Vapor-solid interfacial reaction and polymerization for wafer-scale uniform and ultrathin two-dimensional organic films
https://doi.org/10.1007/s40843-021-1918-x