在最近发表在《杂志》上的一项研究中科学报告，，，，来自日本的研究人员研究了堆叠在林博上的石墨烯的热力学特性3通过施加表面声波的晶体（SAW）。
学习：可能的配对 - 石碳结构控制任意堆叠的几层石墨烯的热力学特性。图片来源：New-Light-Visuals/Shutterstock.com
石墨烯的缺陷和热力学
石墨烯是用于电子设备和工业应用的有前途的2D材料。石墨烯层必须在催化剂底物（镍或铜箔）上生长，然后将石墨烯层转移到底物以制造电子设备。晶体缺陷，例如一维脱位晶界，点缺陷和在转移过程中石墨烯中发生的皱纹。
由于催化剂底物中的晶体缺陷以及催化剂底物的大量温度波动，可能会在生长过程中发展。转移过程中产生的缺陷（波纹）由于石墨烯层的变形和压力注入而在室温下发生。
由于这些原因，尚未开发出完美或无缺陷的石墨烯层。因此，了解缺陷对石墨烯层热膨胀系数（TEC）的影响至关重要。
（（一种）单，BI-，TRI-，TETRA-和PENTA-LAYER石墨烯/Linbo的X射线衍射图32θ之间的结构在5°至85°之间。（（b）单，BI-，TRI-，TETRA-和PENTA-LAYER石墨烯/Linbo的X射线衍射图的放大视图32θ之间的结构在5°至55°之间。（（C）BI-，TRI-，TETRA-和PENTA层的衍射强度与单层样品的衍射强度之间的差异，在20°至30°之间具有2θ。图片来源：Sun，Y等人，科学报告
在本研究中，研究人员通过检查经过石墨烯层的锯子的传播频率，速度和衰减特性，探索了变形的几层石墨烯的热力学特性。
方法
在环境温度和大气条件下，将石墨烯层逐层转移到林博的表面3晶体。将石墨烯层以不可汇总的方式放松，并进行了尝试，因此它们之间没有晶体学相关性。
Y型Linbo表面上的界数换能器（IDT）电极3晶体（128度，尺寸为10x30x0.5毫米3）用于生产和接收锯。SAW设备的基本频率为50 MHz。在室温下，将带有单，双，三，四和五角形的石墨烯膜沉积在锯设备的表面上。
此外，石墨烯/林博3将样品放在真空容器中，残留气压小于1.1107 PA，以测量加热和冷却时的性能。遵循锯子观测，在林博上的石墨烯片3使用X射线衍射和拉曼散射研究晶体。
在1577.00厘米的波数范围内，G频段的FWHM的百分比-1至1590.77厘米-1。图片来源：Sun，Y等人，科学报告
结果
X射线衍射测量结果表明，四层和五角形的间距接近石墨。三格烯层的间距比石墨稍微突出，并且双层可能比三层层更重要。因此，结果表明，随着层数的增加，少量石墨烯间距会减小。
X射线衍射测量结果表明，可以有效地对物理吸附的气体和残留的氧化剂分子（在真空条件下室温），并在Linbo上任意堆叠的石墨烯层3晶体具有间距特征。
声子不泄漏到相邻石墨烯层的应变条件称为层内晶格变形。通过观察不层石墨烯基础平面中的拉曼散射峰值移位来研究应变条件。研究结果表明，单晶层几乎是完美的，但是随着层的数量，晶体缺陷和变形被引入堆叠膜中。此外，G带波数对石墨烯晶格变形敏感，即使仅一个单个石墨烯层可用，也可以以强信号噪声比观察。
声子可以泄漏到相邻的石墨烯层中的应变条件称为层间晶格变形。单，三和五层样品在层与底物之间显示出很大的相互作用，而双层和四层样品在层和底物之间表现出适度的接触。
通过测量锯的传播速度（穿过石墨烯/林博），研究了层间晶格变形3界面）表明，在三层和五角层样品中发生了较大的层间相互作用（晶格变形）。还可以证实，层间晶格变形使声子泄漏到相邻的石墨烯层中，而Young的模量随层数而变化。
还证实了层间晶格变形在几层石墨烯中，奇数层在石墨烯/linbo处引起粘性摩擦3随着层数的增长，界面和TEC从负向正变为正。
G频段的波数的百分比用于单，BI-，TRI-，TETRA-和PENTA-LAYER石墨烯/Linbo的百分比31575.0厘米之间的结构-1和1595.0厘米-1。图片来源：Sun，Y等人，科学报告
结论
在研究中，通过在Linbo上转移各个石墨烯层来制备单，BI-，TRI-，TETRA-和PENTA层石墨烯样品3晶体表面。所有样品均显示层间晶格失真，并在石墨烯/linbo3触点处通过层间层间晶格变形诱导粘摩托摩擦，在堆叠层的温度附近。随着层数的增加，受损的几层石墨烯的热膨胀系数从正变为负。
来源
Sun，Y.，Kirimoto，K.，Takase，T。等。可能的配对 - 石碳结构控制任意堆叠的几层石墨烯的热力学特性。Sci代表11，23401（2021）。
https://www.nature.com/yabo214articles/s41598-021-02995-5
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