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脱离制备工艺谈性能都是耍流氓 石墨烯制备工艺全解析!

2016-10-13 08:58来源:烯碳资讯关键词:石墨烯石墨烯制备单层石墨烯收藏点赞

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化学气相沉积法主要利用催化触媒为成长之基材(如铜、镍等),在 900-1000℃ 的温度下,先通入含有氢气的混合气体(H2/Ar)做前处理,将基材做还原,随后通入成长石墨烯的前驱气体(如氢气、甲烷),此时裂解的碳源(CH radicals)将吸附于表面,开始进行成核(nucleation)、石墨烯晶域(domain),接着各个晶域相互连结成连续的石墨烯薄膜(如图 4 所示)。


而目前常见的两种成长方式,分别是利用镍、铜这两种金属基板。其中镍金属基板的成长较早被提出来,由于它的成长机制主要是在高温时让裂解的碳原子溶入镍金属中,形成固溶体,并在降温的过程于镍的表面析出石墨烯,因此实际上无法很精确的控制碳原子溶入的量,使得析出石墨烯的层数无法精确控制。通常这种方式可以获得高结晶性但多层的石墨烯,不易得到大面积均匀的单层石墨烯,因此在某些需要精确控制石墨烯层数的应用(如透明导电薄膜),将受到限制。

随后,X.Li (2009) 等人提出利用铜箔基板来成长石墨烯,发现可以获得大面积均匀且单层的高结晶性石墨烯。这主要归因于材料相图上,碳与铜的固溶性低,因此高温时,碳原子仅能在铜的表面排列为石墨烯的结构,经由分析发现这种方式成长的石墨烯约大于 90% 的面积可以得到单一层石墨烯。

原标题:脱离制备工艺谈性能都是耍流氓!石墨烯制备工艺优缺点全解析!
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