I en tidning publicerad i Nano , ett team av forskare från Laboratory of Graphene Mechanics (LogM), Zhejiang University, har visat hur den morfologiska strukturen hos ett katalytiskt substrat påverkar tillväxten av grafen. Detta ger mer vägledning om syntesen av högkvalitativt grafen med mindre domängränser.

Hur påverkar den morfologiska strukturen hos ett katalytiskt substrat tillväxten av grafen? På grund av effekterna av andra miljöparametrar under den kemiska ångavsättningen (CVD) tillväxten av en grafenkristall, denna fråga förblir olöst.

Dock, justerade hexagonala grafenenkristaller ger ett enklare sätt att avslöja CVD-tillväxtbeteendet hos grafenenkristaller nära Cu-korngränserna, och bevisa att gitterorienteringen av grafen inte påverkas av dessa korngränser och endast bestäms av Cu-kristallen den är kärnbildad på.

Ett team av forskare från Laboratory of Graphene Mechanics (LogM), Zhejiang University, har visat en tydlig irrelevans för CVD-tillväxten av en grafenenkristall med kristalliniteten hos dess odlade substrat efter att den kärnbildats, och bevisat att gitterorienteringen av en grafenenkristall på Cu endast bestäms av Cu-kornet den kärnbildades på.

Genom att använda omgivande tryck (AP) CVD istället för lågtrycks (LP) CVD-metoden och noggrant justerade tillväxtparametrar, hexagonala grafenenkristaller upp till millimeterskala och sicksackkantstrukturer har framgångsrikt erhållits på polykristallina Cu-ytor. På grund av sådana hexagonala grafenprover med gitterorientering som direkt och enkelt kan bestämmas med ögon eller optisk mikroskopi istället för elektronmikroskopi, CVD-tillväxtbeteendet för en enkristall av grafen på Cu-kornterrassen och nära korngränserna är till stor del förenklat, vilket ytterligare kan sammanfattas med en modell som enbart relaterar till Cu-kristallografiska strukturen.

Deras resultat visade att för en grafen enkristall odlad på Cu, dess gitterorientering bestäms av bindningsenergin för dess kärna och det underliggande substratet, troligen genom ett Cu-steg-fäst kärnbildningsläge, och förblir oförändrad under den följande expansionsprocessen med fortsatta inkommande prekursorer. Väteflödet i prekursorn hjälper till att avsluta kanten av bildad kärna med en H-terminerad struktur och frikopplad från substratytan. När expansionen av grafenenkristallen når Cu-korngränsen, Cu-korngränsen och grann Cu-korn kommer inte att ändra gitterorienteringen och expansionsriktningen för denna grafenenkristall.

LogM undersöker för närvarande de nya mekaniska egenskaperna hos tvådimensionella såsom att inkludera grafen och övergångsmetalldikalkogenider, för en bättre förståelse av deras grundläggande fysik och lovande tillämpningar. Dess huvudsakliga forskningsämnen inkluderar kontrollerad syntes av tvådimensionella material, de nya överföringsteknikerna med mindre defekter och till godtyckliga substrat, experimentell testning av de mekaniska egenskaperna, och mekanoelektriska anordningar.