中國粉體網(wǎng)訊  浙江大學(xué)石墨力學(xué)實驗室(LogM)的一個研究小組在《NANO》上發(fā)表了一篇論文(“化學(xué)氣相沉積法生長石墨烯疇跨越銅晶界”) ("Chemical Vapor Deposition Growth of Graphene Domains Across the Cu Grain Boundaries")，論文展示了催化襯底的形態(tài)結(jié)構(gòu)是如何影響石墨烯生長的。這對石墨烯制備方面提供了更多的指導(dǎo)，尤其對于合成高品質(zhì)的石墨烯具有重要意義。

催化基底的形態(tài)結(jié)構(gòu)對石墨烯的生長具有怎樣的影響？由于在石墨烯晶體的化學(xué)氣相沉積（CVD）生長過程中，其他環(huán)境參數(shù)會帶來影響，這個問題之前一直沒有解決。

然而，六邊形取向的石墨烯單晶為揭示Cu晶界附近石墨烯單晶的CVD生長行為提供了更為明晰的途徑，證明了石墨烯的晶格取向不受這些晶界的影響，而僅僅是由Cu晶體決定成核。

石墨烯單晶在Cu晶粒邊界附近生長的示意圖

浙江大學(xué)石墨力學(xué)實驗室（LogM）的研究小組已經(jīng)表明，石墨烯單晶的CVD生長與其成核后生長襯底的結(jié)晶度明顯不相關(guān)，并證明了石墨烯單晶在Cu上的晶格取向只取決于成核的Cu晶粒。

研究人員采用環(huán)境壓力（AP）CVD代替?zhèn)鹘y(tǒng)低壓（LP）CVD法，并仔細(xì)調(diào)整生長參數(shù)，成功地在多晶銅表面獲得了毫米級和鋸齒形邊緣結(jié)構(gòu)的六方石墨烯單晶。由于這種具有晶格取向的六角形石墨烯樣品可以由肉眼或光學(xué)顯微鏡來確定，因此石墨烯單晶在銅晶粒臺階上和晶界附近的CVD生長行為被大大簡化，這個過程可以用一個與Cu晶體結(jié)構(gòu)完全相關(guān)的模型來進(jìn)一步總結(jié)。

結(jié)果表明，對于生長在Cu上的石墨烯單晶，其晶格取向是由其核與襯底的結(jié)合能決定的，這可能是由銅臺階附連成核模式?jīng)Q定的，并且在隨后持續(xù)傳入前體的膨脹過程中保持不變。氫在前驅(qū)體中的流動有助于終止具有H端結(jié)構(gòu)形成核的邊緣，并且與基底表面解耦。當(dāng)石墨烯單晶膨脹達(dá)到Cu晶界時，Cu晶界和鄰近的Cu晶界不會改變石墨烯單晶的晶格取向和膨脹方向

為了更好地理解石墨烯生長的基本物理性質(zhì)，LogM目前正在探索包括石墨烯和過渡金屬二鹵化物二維材料的力學(xué)性質(zhì)。他們的主要研究內(nèi)容包括二維材料的可控合成、新型向任意襯底的轉(zhuǎn)移技術(shù)、力學(xué)性能實驗測試和機(jī)電裝置。

文章來自nanowerk網(wǎng)站，原文題目為Researchers reveal the growth of graphene near polycrystalline substrate grain boundaries，由材料科技在線匯總整理。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）