生长石墨烯对铜

在最近的研究发表在《华尔街日报》分子,研究人员研究了石墨烯的特性和发展不同类型的铜(铜)表面。

研究:生长和表征石墨烯层不同的铜表面。图片来源:ktsdesign / Shutterstock.com

石墨烯和光电设备

石墨烯是一种很有前途的材料为开发新型光电设备由于属性如高弹道运输和载流子迁移率对可见光有超过97%的透明度。研究已经证明,化学气相沉积(CVD)是最有效的方法生长石墨烯光电应用程序。

使用CVD的优势是它生产高质量、低结构缺陷密度的石墨烯,这对工业和研究应用是至关重要的。此外,CVD技术还提供了化学惰性和不渗透性大多数气体,使其高效种植石墨烯用于防腐涂层材料。亚博网站下载心血管疾病的基本限制是无法实现无缺陷石墨烯增长到足够大的区域。

台光谱来自不同地区的Gr /铜铝箔CVD石墨烯生长过程后几个月。清晰的痕迹后绘制背景减法。Insets:显微图像对应区域与具体规范的激光激发的斑点。规模μm酒吧代表100人。图片来源:Rafailov, P。M et al .,分子

在目前的研究中,CVD法生长石墨烯在不同的铜表面。研究人员的主要动机是寻找最合适的铜表面没有缺陷的石墨烯光电设备。

方法

研究人员使用原始和用电解法抛光铜种植基质的衬托。期间,进行电解抛光,抛光铜铝箔作为阳极,和一个铜阴极板。此外,执行过程在室温下使用集中使用特定的极化电压和H₃阿宝₄溶液作为电解液。

在下一步中,阳极溶解在mass-controlled动力学机制进行了15分钟,其次是在去离子水冲洗样品。最后,标本都被转移到生长室,电解抛光是由视觉检查和评估光泽和光学显微镜。必须指出样本相比,在一个未经处理的箔表面视觉和显微镜检查。

石墨烯生长使用低压化学汽相淀积(LPCVD)。研究人员用LPCVD石墨烯增长,因为它产生降低石墨烯成核密度,和催化剂表面反应控制过程中石墨烯的增长率。铜铝箔在氩/氢气氛中退火过程,和CH₄与H₂流引入反应室用于增长阶段。进一步,样本冷却氢气/氩气氛,和增加样本实验之前保持一个清洁的环境。

获得的样本的特征拉曼光谱、电子背散射衍射、x射线光电子能谱。特点表现在三个不同的样本存储:新鲜、六个月、20个月。此外,研究人员还分析了影响电解抛光的金属表面。

(一个)EBSD取向的地图研究的“新鲜”样本(前)与相应的EDX氧元素分布地图(底)。(b)一样(一个“6个月”)的样本。在前板,对谷物和不完整的低指数取向,下面的小组件显示在较小的字体占据了主导地位。底面板:一些铜颗粒由虚线划定清晰;红颜色的强度对应于氧浓度。插图:取向颜色代码。图片来源:Rafailov, P。M et al .,分子

结果

graphene-coated铜的时间演化研究表明graphene-Cu箔后区域用不同的颜色对比扩展存储在环境条件。色彩对比的差异代表了不同氧化度黄色,浅红,和红颜色表示空白铜、轻微的氧化,分别和沉重的氧化。结果还表明Cu-graphene non-oxidized铜颗粒固体耦合。

电子背散射衍射和能量色散x射线分析结果的新鲜样本和样本保存六个月显示,面向大多数谷物没有完全根据主密勒指数。进一步描述定位地图显示,主要面向(011)铜颗粒是最容易受到铜₂O形成graphene-coated样本,和占主导地位的谷物(001)取向最低氧化。由于这,Cu-graphene固体耦合和石墨烯晶格应变是在时间尺度和不均匀的方式发布。

ellipsometric结果显示下一层氧化石墨烯的存在,其范围从6 - 7海里。必须指出的范围部分部分计算是基于先前发表的研究。

石墨烯谷物使用液晶涂料的可视化表示,石墨烯生长在用电解法抛光铜铝箔与较低的缺陷密度较大的颗粒。下缺陷的石墨烯粮食是重要的高性能光电设备开发。此外,大颗粒的存在显著降低氧化graphene-coated金属。

四个垂直对故事E7-coated石墨烯(前明亮的状态;底黑暗状态后旋转45°)。图片描述:石墨烯谷物用电解法抛光铜铝箔(左两双)和nonprocessed铜铝箔(正确的两双)。规模μm酒吧代表100人。图片来源:Rafailov, P。M et al .,分子

结论

总结,研究人员表明,没有缺陷的石墨烯可以种植在一个大型铜表面在这项研究中使用的过程。他们讨论了时间的变化,计算新兴铜的厚度₂O在石墨烯,并检查orientation-dependent亲和力不同铜颗粒的氧化。未来的研究必须估计所需要的石墨烯层数产生优化的结果。

源

Rafailov点;Sveshtarov P.K.;Mehandzhiev V.B.;Avramova i;Terziyska p;彼得罗夫,m;Katranchev b;Naradikian h;Boyadjiev S.I.;Cserhati c; et al. Growth and Characterization of Graphene Layers on Different Kinds of Copper Surfaces. Molecules 2022, 27, 1789.https://www.mdpi.com/1420-3049/27/6/1789

免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。