編號：NMJS07184
篇名：化學氣相沉積法在液態(tài)金屬上快速生長石墨烯單晶
作者：鄭舒婷 曾夢琪 曹慧 張濤 高曉雯 肖遙 付磊
關鍵詞： 快速生長 液態(tài)金屬 石墨烯 化學氣相沉積法 單晶 成核密度 擴散速率 二維材料
機構： College of Chemistry and Molecular Sciences Institute for Advanced Studies
摘要： 實現(xiàn)石墨烯大單晶的快速生長對于其未來在光電及電學器件領域的應用十分必要.目前已報道的在多晶金屬襯底上生長石墨烯單晶的工作通常是通過降低前驅體供應量從而抑制成核來實現(xiàn)的,而這會顯著降低成核以及后續(xù)生長的速度.新興的液態(tài)金屬催化劑具有準原子級平滑的表面和高擴散速率.理論上,液態(tài)金屬是一個天然理想的基底,可同時實現(xiàn)低密度成核和快速生長.但截至目前,尚無工作探討液態(tài)金屬上石墨烯單晶的快速生長.在本研究中,我們成功地在液態(tài)銅表面實現(xiàn)了毫米級高質量石墨烯單晶的生長.液態(tài)銅中豐富的自由電子能加速石墨烯的成核,且其各向同性的平滑表面能顯著抑制成核,使得成核密度較低.更重要的是,由于液態(tài)銅優(yōu)異的可流動性,前驅體碳原子能實現(xiàn)快速擴散,這極大促進了石墨烯的生長,最高速率可達79μm s^-1.我們希望這一關于液態(tài)銅體系中石墨烯生長速率的研究能豐富研究者們對液態(tài)金屬上二維材料生長行為的認知.我們也相信利用液態(tài)金屬來實現(xiàn)石墨烯快速生長的策略能被拓展至其他二維材料,由此來促進它們在未來光電以及電學器件領域的應用.
