透明电极在导电的同时允许光线通过，凭借高光学透明度、低电阻和机械柔韧性，正成为生物电子与光电子器件的重要组成部分，应用场景包括显示器、太阳能电池以及可穿戴或植入式技术。

一步自由图案化石墨烯（OFP-G）工艺发布

韩国忠南国立大学郑元硕教授团队提出一种名为“一步自由图案化石墨烯”（OFP-G）的制备方法，用于实现大面积单层石墨烯的高分辨率图案化。该团队称，该工艺无需使用光刻胶或化学蚀刻，即可在化学气相沉积（CVD）生长的单层石墨烯电极上，以单步方式形成精确且相互独立的图案，特征尺寸可小于5微米。

相关成果发表于《微系统与纳米工程》（Microsystems & Nanoengineering）。研究团队表示，传统微电极制造常依赖光刻流程，容易在微米尺度造成石墨烯损伤与剥离，进而引发电性能下降；OFP-G旨在绕开这一限制，在细微图案中仍保持较低电阻与较高图案保真度，并减少由蚀刻带来的缺陷或化学污染。

工艺原理：选择性改变化学键而非去除材料

石墨烯由碳原子以六角晶格排列形成一原子厚薄片，因透明性、电导率与机械柔韧性受到关注。研究团队指出，在图案化过程中保持这些特性至关重要。与通过去除材料实现图案不同，OFP-G采用选择性改变石墨烯化学键的方式完成图案构建。

在工艺流程中，研究人员将转移到二氧化硅基底上的单层石墨烯，与预先蚀刻出目标图案的玻璃基底接触。随后在真空环境下于380摄氏度进行处理，此时玻璃处于导电固态电解质状态；当施加1000伏电压时，玻璃中的碱金属离子发生迁移，并在石墨烯界面形成富氧区域。

研究团队称，这些富氧区域仅在接触部位将局部碳-碳键转化为碳-氧键，从而形成模板状的精确图案，同时使周围石墨烯保持完整。

测试结果：微米通道电阻保持较低

研究人员利用该方法制备了窄至5微米的石墨烯通道。团队表示，由于工艺避免使用光刻胶和转移聚合物，石墨烯表面更为洁净；同时，高温处理有助于去除早期制备步骤中的残留物，从而提升图案质量。

据介绍，拉曼光谱、X射线光电子能谱以及分子动力学模拟显示，图案区域结构保持完整、界面应变减小，且未出现由蚀刻引起的缺陷。

电学测试方面，宽度为5微米与20微米的石墨烯图案电阻分别低至11.5欧姆和9.4欧姆。研究团队同时对比称，采用传统光刻制备的石墨烯样品几乎不导电，显示其电路径可能因损伤与污染而中断。

面向生物电子与纳米器件的潜在用途

研究团队表示，由于完全避免使用光刻胶，该工艺适用于对表面洁净度要求较高的应用方向，包括生物传感器、神经接口与纳米电子器件，并有望推动石墨烯在柔性透明电子器件中的集成应用。

郑元硕表示，该方法提供了一条可扩展、可重复且无污染的高分辨率石墨烯图案化路径，为石墨烯在柔性透明电子领域的集成带来新的可能。