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- 發(fā)布時間2018-01-05 18:05
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現(xiàn)有的CVD技術(shù)在石墨烯生長期間會形成很多褶皺，這會大大降低石墨烯材料的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，從而削弱了石墨烯電子器件的性能。近日消息，北京大學(xué)納米化學(xué)中心劉忠范、彭海琳團隊研究出一種新的技術(shù)，通過精心設(shè)計的基板，可以生長出高質(zhì)量的石墨烯，而不會產(chǎn)生常規(guī)生長過程中經(jīng)常形成的麻煩的褶皺。該技術(shù)生長出的超平滑的石墨烯材料與通過常規(guī)方法生長的有褶皺的石墨烯相比電學(xué)性質(zhì)大大改善。
理論上，原始石墨烯材料具有最高的電學(xué)、熱學(xué)和機械性能，可用于制造快速、節(jié)能的電子和光學(xué)器件。但是在實踐中，生長大量適用于高性能電子器件的單晶超平滑石墨烯是非常困難的。現(xiàn)有的CVD技術(shù)在石墨烯生長期間會形成很多褶皺，這會大大降低石墨烯材料的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，從而削弱了石墨烯電子器件的性能。
近日消息，北京大學(xué)納米化學(xué)中心劉忠范、彭海琳團隊通研究出一種新的技術(shù)，通過精心設(shè)計的基板，可以生長出高質(zhì)量的石墨烯，而不會產(chǎn)生常規(guī)生長過程中經(jīng)常形成的麻煩的褶皺。該技術(shù)生長出的超平滑的石墨烯材料與通過常規(guī)方法生長的有褶皺的石墨烯相比電學(xué)性質(zhì)大大改善。相關(guān)成果發(fā)表在了《ACS Nano 》雜志上。（ACSNano2017，DOI：10.1021/ acsnano.7b06196）。
現(xiàn)有的CVD技術(shù)一般使用銅箔作為生長基底以形成大的超薄石墨烯片。然而，北京大學(xué)納米化學(xué)家彭海林及其同事猜測，石墨烯和銅生長基底之間的材料特性不匹配可能引起石墨烯褶皺的原因。石墨烯和銅（100）（通常用于生長它的銅的結(jié)晶形式）在給定的溫度下以不同的速率膨脹，導(dǎo)致機械應(yīng)變并引起起皺。所以，彭和他的同事們搜索了晶體結(jié)構(gòu)更好的銅基板。他們現(xiàn)在報告說，生長在Cu（111）薄膜上的石墨烯非常光滑。更重要的是，它的電子遷移率是電流在材料中移動的一個衡量標準，可達11,000cm2V-1s-1。這是使用實際方法大面積生長的石墨烯達到的最高水平。該團隊使用10厘米的藍寶石晶片作為支撐，能夠生長具有適當(dāng)晶體結(jié)構(gòu)的Cu（111）薄膜。石墨烯被轉(zhuǎn)移后，銅-藍寶石晶圓可以重新使用。彭說，這種方法可以與半導(dǎo)體行業(yè)使用的技術(shù)相兼容。下一步是制造。 他說：“我們正努力實現(xiàn)這種無皺的單晶石墨烯的大規(guī)模生產(chǎn)。
來源：石墨烯資訊
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