有一次，他正在重复实验，电话响了。在他打电话时，他忽略了还在加热的铜箔——作为石墨烯生长的基体，在加热后即应将其置于甲烷蒸汽中。

  当博伊德想起这片还未停止加热的铜箔后，他用拉曼光谱仪——一种用于检测、识别石墨烯的仪器——对铜箔进行了检查，却意外发现石墨烯层已形成了。 这真是令人惊喜的一刻， 博伊德说， 我那时才意识到石墨烯生长的重点是一个干净的基体表面，一个没有铜氧化物的表面。

  博伊德回忆道，他在那一刻突然想起了罗伯特• 米利肯(Robert Millikan)，一位诺贝尔物理奖获得者，也是 1921~1945 年间加州理工大学的校长。1916 年，米利肯为了测普朗克常数而进行着除去铜氧化物的实验，而普朗克常数的测定对计算一个光子(或量子)的能量十分重要。博伊德想道，自己能否像米利肯一 样，设计出一种能在真空下去除铜表面氧化物的方法。

  博伊德使用了 20 世纪 60 年代所发明的一种用于控制氢等离子体的系统——使氢气电气化，从而将其中的电子与氢核分开——以实现在更低的温度下移除铜表面的铜氧化物。他试验了几次就发现，这项技术不仅能很好地去除铜氧化物，还能同时促进石墨烯的生长。

  起初，博伊德并不理解这项试验为何如此成功。之后他才发现，有少量甲烷通过两个漏气的阀门渗入实验箱。 这些阀门中渗入的甲烷量正好是石墨烯生长所需要的量。 他说道。

  这种不需加热的生产方式不仅减少了加工费用，以往的方法中由热膨胀和收缩所引入的内部缺陷也有所改善。 传统的高温生长技术不仅要花费数十个小时，还需要九到十个不同的步骤，叶乃裳说道， 而我们的生产技术只有一步，而这一步只需 5 分钟，优势很明显。

  叶乃裳的团队与一些国际学者合作之后又发现，这种方法生产的石墨烯质量也高于传统方法：新方法生产的石墨烯具有更少的缺陷，因此具有更高的力学强度;此外，它的电子迁移率达到了目前人工合成石墨烯的最高值。

  他们认为，这项技术成功的重点是氢等离子与实验箱中的空气分子通过化学反应生成了含氰基的 C-N 自由基——一种脱除了自身电子的分子。这些分子犹如微小的超级刷子，可有效除去铜表面的杂质，为石墨烯的生长提供一个纯净的表面。

  科学家们还发现，这项生产技术可改变石墨烯的生长方式。在传统的热工过程中，石墨烯片是通过沉积物的随机拼凑而成。新技术生产的石墨烯有序程度更高。石墨烯的沉积物先形成一行，再形成紧密连接的片状。这样的石墨烯力学和电气性能的完整性也更好。

  对原始的氢等离子体技术进行改进后，这项技术将为电子制造业敞开新的大门。 叶乃裳说道。比如，这种缺陷更少的石墨烯片可使材料免于受外界环境的影响而降解。此外，我们还可能生产出更大片的石墨烯，并将其用来制造太阳能电池和大屏 幕显示器的透明导电电极等。 在未来，你甚至有可能用上自己发电的石墨烯手机屏。 她补充道。

  她还提到了另外一个可能性：通过在石墨烯结构中人为地引入缺陷控制其力学性能和电学性能。 若能够实现石墨烯的纳米级拉伸，你就能设计它的具体性质。但是要实现这项工作，你需要一片十分光滑且无内部缺陷的石墨烯， 叶乃裳说道， 如果你的石墨烯片上随处有几率存在缺陷，你就没办法实现这项工作。

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