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- 發(fā)布時(shí)間2018-01-05 18:05
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現(xiàn)有的CVD技術(shù)在石墨烯生長(zhǎng)期間會(huì)形成很多褶皺，這會(huì)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?qǐng)F(tuán)隊(duì)研究出一種新的技術(shù)，通過(guò)精心設(shè)計(jì)的基板，可以生長(zhǎng)出高質(zhì)量的石墨烯，而不會(huì)產(chǎn)生常規(guī)生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)常形成的麻煩的褶皺。該技術(shù)生長(zhǎng)出的超平滑的石墨烯材料與通過(guò)常規(guī)方法生長(zhǎng)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(jī)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(shí)踐中，生長(zhǎng)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?，F(xiàn)有的CVD技術(shù)在石墨烯生長(zhǎng)期間會(huì)形成很多褶皺，這會(huì)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?qǐng)F(tuán)隊(duì)通研究出一種新的技術(shù)，通過(guò)精心設(shè)計(jì)的基板，可以生長(zhǎng)出高質(zhì)量的石墨烯，而不會(huì)產(chǎn)生常規(guī)生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)常形成的麻煩的褶皺。該技術(shù)生長(zhǎng)出的超平滑的石墨烯材料與通過(guò)常規(guī)方法生長(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)，石墨烯和銅生長(zhǎng)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(zhǎng)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(jī)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(bào)告說(shuō)，生長(zhǎng)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(dòng)的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，可達(dá)11,000cm2V-1s-1。這是使用實(shí)際方法大面積生長(zhǎng)的石墨烯達(dá)到的最高水平。該團(tuán)隊(duì)使用10厘米的藍(lán)寶石晶片作為支撐，能夠生長(zhǎng)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(lán)寶石晶圓可以重新使用。彭說(shuō)，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(shuō)：“我們正努力實(shí)現(xiàn)這種無(wú)皺的單晶石墨烯的大規(guī)模生產(chǎn)。
來(lái)源：石墨烯資訊
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