那么，阎行舟是如何参与并完成本次研究的？
4 年、1600 次实验、和一篇 Nature 论文
阎行舟表示，自己在电子科技大学读大二时，在该校李雪松教授课题组第一次接触到石墨烯和二维材料。
“当时李教授刚回国入职不久，他是石墨烯化学气相沉积的先驱者，曾在 Science 上发表过相关论文。”阎行舟说。
当时，李雪松的课题组刚刚起步，阎行舟得以在该实验室接触到关于石墨烯制备的知识，并逐渐接触到二维材料。
后来，阎行舟加入美国哥伦比亚大学詹姆斯·霍恩（James Hone）教授课题组。
“Hone 教授也是二维材料领域的一位先驱人物，他的多项研究极大推动了整个二维材料界的进步。”阎行舟说。
当时，Hone 教授非常看中阎行舟在石墨烯制备方面的背景，便让他接手该团队一个正在进行中的课题，旨在探明提高石墨烯质量的道路。
当阎行舟刚进入实验室时，石墨烯制备工作尚未步入正轨。当时，组里最大的苦恼是石墨烯制备反应很难控制，实验可重复性很差。
起初，他们意识到石墨烯的质量与某种杂质或污染物有关，但不确定到底是什么。
经过与加拿大蒙特利尔大学课题组的合作，他们决定将用来制备石墨烯的真空装置进行升级，以便提高系统的真空度，降低气体中的杂质。
另一方面，在获得原子级平整且洁净的铜上，课题组也获得了进展。结合两者之后他们发现：石墨烯的生长速率极其地快。
在系统论证阶段，他们发现石墨烯的生长速率提高了十倍，甚至可以在没有氢气的环境下完成制备。
这一现象十分反常，因为此前多数研究都会使用大量的氢气作为保护气体。
这时，他们意识到氧气是快速生长石墨烯的关键，而传统方法依赖于大量氢气的原因，是由于微量氧气的含量难以控制。
后来，他们开始探索微量氧气与石墨烯生长速率与关系的关系，并将微量氧气以可控的方式引入实验环境中之，随后发现石墨烯生长速率和石墨烯质量出现了明显下降。
而在无氧环境下制备出的石墨烯器件，则能达到前所未有的导电性。在室温条件之下，所得到的石墨烯器件达到了理论极限。
但是，这时他们尚未获得低温数据。因为，在低温环境之下，由于原子的震动变弱，电子的移动会明显受到材料缺陷的散射。
于是，他们开始着手制作低温测试的器件。同时，他们发现在无氧环境之下，石墨烯的生长原理很容易被理解。
即更多的碳源会加速生长，而过多的氢气则会降低石墨烯的生长速率。
这标志着石墨烯的制备不再是一个“黑盒”，而是能够基于生长条件来设计石墨烯的生长。
后来，他们通过原子力显微镜发现：石墨烯表面的洁净程度与微量氧气有关。
此前有研究发现：合成的石墨烯表面，经常有微量的无定形碳。由于这是一种杂质，故被认为是反应的副产物。
而本次研究则明确指出：低于百万分之一含量的氧，才是这种杂质的源头。
事实上，在原子力显微镜下看到石墨烯表面的不定形碳之前，课题组的推测仍然处于假说状态。
阎行舟曾猜想：在某种条件之下，氧气可能会导致不定形碳的产生。
“没想到真的被我猜中，在电脑屏幕前看到确凿证据的那一刻令我十分难忘。要知道，在原子力显微镜下一切都很捉摸不定，而我所寻找的证据的尺度也小于一纳米。”其表示。
而当他和另一位共同一作，在测量中第一次看到石墨烯中的量子霍尔效应时，即第一次看到量子现象出现在他们的数据中，也十分令人激动。这意味着研究成功了。
“研究期间，我本人和共同一作 Jacob Amontree 在四年之内，进行了超过 1600 次实验，无数次失败与尝试才得到了现在的理解。”阎行舟表示。
最终，相关论文以《可重复的无氧化学气相沉积法合成石墨烯》（Reproducible graphene synthesis by oxygen-free chemical vapour deposition）为题发在 Nature[1]。
美国哥伦比亚大学的雅各布·阿蒙特里（Jacob Amontree）和阎行舟是共同一作。
美国哥伦比亚大学的卡塔因·巴尔马克（Katayun Barmak）教授和詹姆斯·霍恩（James Hone）教授、以及加拿大蒙特利尔大学的理查德·马特尔（Richard Martel）教授担任共同通讯作者。
