Forskere afslører væksten af ​​grafen nær polykrystallinske substratkorngrænser

I et blad udgivet i Nano , et team af forskere fra Laboratory of Graphene Mechanics (LogM), Zhejiang Universitet, har vist, hvordan den morfologiske struktur af et katalytisk substrat påvirker væksten af ​​grafen. Dette giver mere vejledning om syntesen af ​​højkvalitets grafen med færre domænegrænser.

Hvordan påvirker den morfologiske struktur af et katalytisk substrat væksten af ​​grafen? På grund af virkningerne af andre miljøparametre under den kemiske dampaflejring (CVD) vækst af en grafenkrystal, dette spørgsmål forbliver uløst.

Imidlertid, justerede hexagonale grafen-enkeltkrystaller giver en mere ligetil måde at afdække CVD-vækstadfærden for grafen-enkeltkrystaller nær Cu-korngrænserne, og bevise, at gitterorienteringen af ​​grafen ikke er påvirket af disse korngrænser og kun bestemt af Cu-krystallen, den er kernedannet på.

Et team af forskere fra Laboratory of Graphene Mechanics (LogM), Zhejiang Universitet, har vist en klar irrelevans for CVD-væksten af ​​en grafen-enkeltkrystal med krystalliniteten af ​​dets dyrkede substrat, efter at det blev kernedannet, og bevist, at gitterorienteringen af ​​en grafen-enkeltkrystal på Cu kun bestemmes af det Cu-korn, det blev kerneformet på.

Brug af omgivende tryk (AP) CVD i stedet for lavtryk (LP) CVD metode og omhyggeligt justerede vækstparametre, hexagonale grafen-enkeltkrystaller op til millimeterskala og zigzag-kantstrukturer er med succes opnået på polykrystallinske Cu-overflader. På grund af sådanne sekskantede grafenprøver med gitterorienteringer, der direkte og enkelt kan bestemmes ved øjne eller optisk mikroskopi i stedet for elektronmikroskopi, CVD-vækstadfærden for en grafen-enkeltkrystal på Cu-kornterrassen og nær korngrænserne er stort set forenklet, hvilket yderligere kan opsummeres med en model, der udelukkende relaterer sig til Cu krystallografiske struktur.

Deres resultater viste, at for en enkeltkrystal af grafen dyrket på Cu, dens gitterorientering bestemmes af bindingsenergien af ​​dens kerne og det underliggende substrat, sandsynligvis ved en Cu-trin-attached nucleation mode, og forbliver uændret under den følgende udvidelsesproces med fortsatte indkommende forløbere. Hydrogenstrømmen i precursoren hjælper med at afslutte kanten af ​​dannet kerne med en H-termineret struktur og afkoblet fra substratoverfladen. Når udvidelsen af ​​grafen-enkeltkrystallen når Cu-korngrænsen, Cu-korngrænsen og nabo-Cu-kornet vil ikke ændre gitterorienteringen og ekspansionsretningen for denne grafenenkeltkrystal.

LogM udforsker i øjeblikket de nye mekaniske egenskaber ved todimensionelle, såsom at inkludere grafen og overgangsmetal-dichalcogenider, for en bedre forståelse af deres grundlæggende fysik og lovende anvendelser. Dets vigtigste forskningsemner omfatter kontrolleret syntese af todimensionelle materialer, de nye overførselsteknikker med færre defekter og til vilkårlige substrater, eksperimentel afprøvning af de mekaniske egenskaber, og mekanoelektriske enheder.