在铜双晶上选择性石墨烯形成
Kenjiro Hayashi1, Shintaro Sato, Minoru Ikeda
1Green Nanoelectronics Center (GNC), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tsukuba, Ibaraki, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|July 12, 2012
概括
研究人员在铜双晶体上实现了选择性石墨烯生长,通过控制化学蒸气沉积期间的甲气体压力,形成狭窄的石墨烯带. 这种方法为自组织石墨烯纳米带制造提供了潜在的途径.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 石墨烯合成对于先进的电子技术至关重要.
- 控制特定晶体面上的石墨烯生长仍然具有挑战性.
- 铜表面被广泛用于石墨烯化学蒸汽沉积 (CVD).
研究的目的:
- 在铜双晶上实现选择性石墨烯生长.
- 为了研究在特定的铜表面区域上石墨烯丝带的形成.
- 了解偏好的石墨烯核和生长背后的机制.
主要方法:
- 在铜双晶体上的化学蒸气沉积 (CVD).
- 在Ar/H2载体气体中控制甲 (CH4) 部分压力的变化.
- 第一个原则计算来估计反应剂吸附能量.
- 扩散方程分析以模拟反应剂度.
主要成果:
- 在铜的狭窄双晶区域上实现了选择性石墨烯生长.
- 制造的石墨烯带的窄度约为100nm.
- 在低CH4压力下,Cu (111) 表面的石墨烯核化被抑制.
- 偏好的核形成发生在具有 (001) 或高指数表面的双晶区域上.
结论:
- 调整生长条件,特别是CH4部分压力,使得选择性石墨烯带形成.
- 表面依赖的吸附能量的差异是偏好的核形成的主要原因.
- 这种方法可能使得石墨烯纳米带的自组织制造成为可能,避免了自上而下的方法.
