• 金剛石上石墨烯的自組織成長

    2016-10-27 1290

       如安在絕緣襯底上構成大面積高質量的石墨烯仍是個難題。所以,不論是探究制備石墨烯的新方法,仍是尋覓適宜的成長石墨烯的基底資料,以便將石墨烯別致的物理性質在室溫下呈現出來,都是石墨烯基礎研究與器材應用方面所亟待解決的問題。金剛石是集很多優良功用于一身的絕緣資料,如果石墨烯能夠制備在金剛石襯底上,比較于別的襯底資料,有利于在室溫下呈現出石墨烯特別的機械,導熱、電學和光學等功用,是一種構筑石墨烯別致功用器材的抱負構造。但到目前為止,對于在金剛石外表直接制備石墨烯的研究還很少報道。

     

      他們根據第一性原理的理論計算,模仿了不同硼摻雜濃度與方位對金剛石外表再構的影響,結果表明第五層的摻硼直接致使了由金剛石到石墨的構造相變,金剛石(111)面的第一個雙層徹底sp2化,改動為單層石墨,并且徹底脫離下面的構造。這么構成的單層石墨烯,層內的C-C鍵長為1.45 Å,跟下面襯底的間隔為3.30 Å。這與石墨層內的鍵長1.42 Å,以及石墨層距離3.35 Å都十分挨近,闡明存在金剛石-石墨烯的相改動。這種構造相變是由于第五層摻入的硼原子增強了外表的再構效應所致使。

     

        以后,他們采用CVD方法,在高溫高壓(HPHT)金剛石單晶的(111)外表上,經過硼摻雜和成長參數的調控,完成了石墨烯的自組織成長,所制備的石墨烯具有高質量、低缺點、大面積和高遷移率等特色。并且能夠經過改動成長條件,在金剛石襯底上制備出從單層到雙層及多層的石墨烯,很好地驗證了理論預言。這種金剛石襯底上的石墨烯資料,統籌了金剛石和石墨烯的很多優良物理特性,為研制別致功用的石墨烯器材奠定了基礎。
     

     

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