化学气相沉积法在液态金属上快速生长石墨烯单晶

编号：NMJS07184

篇名：化学气相沉积法在液态金属上快速生长石墨烯单晶

作者：郑舒婷 曾梦琪 曹慧 张涛 高晓雯 肖遥 付磊

关键词： 快速生长 液态金属 石墨烯 化学气相沉积法 单晶 成核密度 扩散速率 二维材料

机构： College of Chemistry and Molecular Sciences Institute for Advanced Studies

摘要： 实现石墨烯大单晶的快速生长对于其未来在光电及电学器件领域的应用十分必要.目前已报道的在多晶金属衬底上生长石墨烯单晶的工作通常是通过降低前驱体供应量从而抑制成核来实现的,而这会显著降低成核以及后续生长的速度.新兴的液态金属催化剂具有准原子级平滑的表面和高扩散速率.理论上,液态金属是一个天然理想的基底,可同时实现低密度成核和快速生长.但截至目前,尚无工作探讨液态金属上石墨烯单晶的快速生长.在本研究中,我们成功地在液态铜表面实现了毫米级高质量石墨烯单晶的生长.液态铜中丰富的自由电子能加速石墨烯的成核,且其各向同性的平滑表面能显著抑制成核,使得成核密度较低.更重要的是,由于液态铜优异的可流动性,前驱体碳原子能实现快速扩散,这极大促进了石墨烯的生长,最高速率可达79μm s^-1.我们希望这一关于液态铜体系中石墨烯生长速率的研究能丰富研究者们对液态金属上二维材料生长行为的认知.我们也相信利用液态金属来实现石墨烯快速生长的策略能被拓展至其他二维材料,由此来促进它们在未来光电以及电学器件领域的应用.