格子不匹配导致了石墨烯的非线性增长
Ping Wu1, Huijun Jiang, Wenhua Zhang
1Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026, China.
Journal of the American Chemical Society
|March 10, 2012
概括
石墨烯在表面的生长表现出非线性行为,这是由于碳集群的附着,而不仅仅是单个原子. 这一发现解释了观察到的生长模式,并表明了2D材料生长的普遍机制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面科学是一门学科.
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 石墨烯是一种二维材料,在基板上以表层方式生长.
- 已经观察到石墨烯在金属表面的非线性生长行为,但缺乏机械的理解.
研究的目的:
- 阐明在Ir(111) 表面上非线性石墨烯生长背后的机制.
- 调查碳集群附着与单体附着在石墨烯生长中的作用.
主要方法:
- 第一个原则的计算,以研究碳物种在Ir{111) 表面.
- 动力蒙特卡洛 (kMC) 模拟来建模石墨烯生长动态.
主要成果:
- 确定了特定的边缘部位,其中石墨烯生长需要碳集群附着.
- 证明集群附着,虽然不如单体附着的可能性较小,但决定了整体增长率.
- 使用kMC模拟,复制了实验观察到的五极形非线性生长行为.
结论:
- 不均的生长,由基质效应和格子不匹配驱动,解释了非线性石墨烯的生长.
- 预计已识别的机制将适用于各种基板上其他二维材料的生长.
