石墨烯的制備方法之取向附生法


    取向附生法是利用生長基質原子結構“種”出石墨烯,首先讓碳原子在1150℃下滲入釕,然后冷卻,冷卻到850℃后,之前吸收的大量碳原子就會浮到釕表面,最終鏡片形狀的單層的碳原子會長成完整的一層石墨烯。第一層覆蓋后,第二層開始生長。底層的石墨烯會與釕產生強烈的相互作用,而第二層后就幾乎與釕完全分離,只剩下弱電耦合。但采用這種方法生產的石墨烯薄片往往厚度不均勻,且石墨烯和基質之間的黏合會影響碳層的特性。


    石墨烯怎么生產出來的


    這項技術能讓研究人員取得一個連續的帶狀石墨烯,其寬度是可以擴展的,因為其寬度是由同心管的大小所決定的。另外,作為一個連續的過程,它并不需要停止和重啟來為沉積室充入和收集裁量,因為石墨烯的產量將會得到顯著提高。


    每一個加工管末端的銅線軸,以及薄銅基板的帶子如何圍繞中心管。相同設置的截面圖(b)中可以看出兩個管子之間的間隙,該間隙就是化學氣相沉積發生的地方。接下來是測試中的系統的照片:(c)是系統的整體,箭頭是帶子移動的方向;(d)是該裝置中銅帶的特寫,其上可以看到化學氣相沉積注入的小孔;而(e)則是銅箔通過系統的俯視圖。


    所生產的石墨烯的質量取決于石墨烯生產的速度。如果帶子滑動的速度為每分鐘25毫米,那就能得到一層均勻的高質量石墨烯(盡管可能和傳統方法制備的高質量石墨烯還不能相比)。如果我們增加帶子移動的速度,比如增加到每分鐘50毫米,我們也還能得到一層石墨烯,但是質量就差了很多,也會有更多缺陷。那就是說,每一類型產品都將有自己特定的市場,畢竟不同的應用對石墨烯品質的需求也不一樣。

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