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金刚石上石墨烯的自组织成长

   如安在绝缘衬底上构成大面积高质量的石墨烯仍是个难题。所以,不论是探究制备石墨烯的新方法,仍是寻觅适宜的成长石墨烯的基底资料,以便将石墨烯别致的物理性质在室温下呈现出来,都是石墨烯基础研究与器材应用方面所亟待解决的问题。金刚石是集很多优良功用于一身的绝缘资料,如果石墨烯能够制备在金刚石衬底上,比较于别的衬底资料,有利于在室温下呈现出石墨烯特别的机械,导热、电学和光学等功用,是一种构筑石墨烯别致功用器材的抱负构造。但到目前为止,对于在金刚石外表直接制备石墨烯的研究还很少报道。

 

  他们根据第一性原理的理论计算,模仿了不同硼掺杂浓度与方位对金刚石外表再构的影响,结果表明第五层的掺硼直接致使了由金刚石到石墨的构造相变,金刚石(111)面的第一个双层彻底sp2化,改动为单层石墨,并且彻底脱离下面的构造。这么构成的单层石墨烯,层内的C-C键长为1.45 Å,跟下面衬底的间隔为3.30 Å。这与石墨层内的键长1.42 Å,以及石墨层距离3.35 Å都十分挨近,阐明存在金刚石-石墨烯的相改动。这种构造相变是由于第五层掺入的硼原子增强了外表的再构效应所致使。

 

    以后,他们采用CVD方法,在高温高压(HPHT)金刚石单晶的(111)外表上,经过硼掺杂和成长参数的调控,完成了石墨烯的自组织成长,所制备的石墨烯具有高质量、低缺点、大面积和高迁移率等特色。并且能够经过改动成长条件,在金刚石衬底上制备出从单层到双层及多层的石墨烯,很好地验证了理论预言。这种金刚石衬底上的石墨烯资料,统筹了金刚石和石墨烯的很多优良物理特性,为研制别致功用的石墨烯器材奠定了基础。
 

 

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点击次数:  更新时间:2016-10-27 09:48:32  【关闭