石墨烯的制备方法之取向附生法


    取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯,首先让碳原子在1150℃下渗入钌,然后冷却,冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,最终镜片形状的单层的碳原子会长成完整的一层石墨烯。第一层覆盖后,第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的相互作用,而第二层后就几乎与钌完全分离,只剩下弱电耦合。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。


    石墨烯怎么生产出来的


    这项技术能让研究人员取得一个连续的带状石墨烯,其宽度是可以扩展的,因为其宽度是由同心管的大小所决定的。另外,作为一个连续的过程,它并不需要停止和重启来为沉积室充入和收集裁量,因为石墨烯的产量将会得到显著提高。


    每一个加工管末端的铜线轴,以及薄铜基板的带子如何围绕中心管。相同设置的截面图(b)中可以看出两个管子之间的间隙,该间隙就是化学气相沉积发生的地方。接下来是测试中的系统的照片:(c)是系统的整体,箭头是带子移动的方向;(d)是该装置中铜带的特写,其上可以看到化学气相沉积注入的小孔;而(e)则是铜箔通过系统的俯视图。


    所生产的石墨烯的质量取决于石墨烯生产的速度。如果带子滑动的速度为每分钟25毫米,那就能得到一层均匀的高质量石墨烯(尽管可能和传统方法制备的高质量石墨烯还不能相比)。如果我们增加带子移动的速度,比如增加到每分钟50毫米,我们也还能得到一层石墨烯,但是质量就差了很多,也会有更多缺陷。那就是说,每一类型产品都将有自己特定的市场,毕竟不同的应用对石墨烯品质的需求也不一样。

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