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一種硅片上快速生長(zhǎng)石墨烯的新方法 已有6人參與
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文章來源：低維材料 眾所周知，在石墨烯器件的制備過程中，存在一個(gè)非常重要的挑戰(zhàn)，那就是石墨烯在轉(zhuǎn)移過程中往往會(huì)引起本征性能的衰減。所以在這種絕緣基地上直接生長(zhǎng)石墨烯也是迫切需要的。之前的很多報(bào)道嘗試用金剛石或者碳化硅在金屬的誘導(dǎo)下轉(zhuǎn)變?yōu)槭�，但這些方法往往又會(huì)引起金屬的污染和無法大面積直接生長(zhǎng)等問題。 Figure 1 | Wafer-scale growth ofgraphene on diamond. 在該項(xiàng)研究中，我們發(fā)明了一種將多晶金剛石在四英寸的硅片直接轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量石墨烯的方法。該方法通過將頂部的鎳薄膜催化劑快速熱退火的方法來實(shí)現(xiàn)。這種方法最突出的優(yōu)點(diǎn)就是后續(xù)不再需要任何的轉(zhuǎn)移過程。通過調(diào)控反應(yīng)過程，可以制備得到良好電學(xué)性能的單層到多層石墨烯。在800℃較低的溫度下，可以獲得單層的石墨烯，通過提高溫度到1000℃可以獲得多層石墨烯。 Figure2 | Growth mechanism of free-standing graphene 更有意思的是，可以實(shí)現(xiàn)在微米尺寸的洞上面，橫向生長(zhǎng)懸浮的石墨烯，并且這些石墨烯都是單晶的狀態(tài)。這種懸空生長(zhǎng)石墨烯的方法對(duì)實(shí)際的產(chǎn)品應(yīng)用具有非常重要的研究?jī)r(jià)值。除此之外石墨烯還可以通過圖案化金屬沉積，選擇性的在微米級(jí)別生長(zhǎng)。該工作并用分子動(dòng)力學(xué)模擬石墨烯在多晶金剛石上的生長(zhǎng)過程，更好地闡明其生長(zhǎng)機(jī)理。因此，這種制備方法對(duì)研究高性能、高能效納米電子器件有非常大的推動(dòng)作用。 Figure3 | Schematic of the Ni (111)-facilitated graphene growth. 相關(guān)研究成果最近刊登在知名刊物 NATURE COMMUNICATIONS （DOI: 10.1038/ncomms12099）上。 |
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