自石墨烯被发现以来，高品质石墨烯制备技术一直是石墨烯研究和应用的核心制约因素，尤其是大面积的石墨烯单晶薄膜制备被认为是实现石墨烯高端应用的关键问题之一。最近，北京大学纳米化学研究中心刘开辉研究员及其合作者，发展了一种新的制备技术，成功实现了大尺寸石墨烯单晶的制备。该研究团队首先发展出了一种氧辅助生长的石墨烯超快生长技术把石墨烯单畴的生长速率提高到60微米/秒。在此工作的基础上，他们又发展了一种基于温度梯度驱动晶界运动的技术（如下图所示），成功地把工业级多晶铜箔转化成为单晶Cu(111)。利用单晶Cu(111)作为石墨烯生长的基底，他们实现了石墨烯的外延生长和无缝拼接，完成了在短时间内制备5×50 cm²的石墨烯单晶薄膜的突破，创造了石墨烯单晶尺寸的世界纪录。

工业铜箔上外延生长单晶石墨烯薄膜的流程示意图