演讲题目:化学气相沉积法合成二维材料:现有技术和未来趋势
内容摘要
二维材料(2DMs)已经被确立为在许多应用领域替代当前技术材料的独特和有吸引力的选择。合成大尺寸、无缺陷的二维材料(如石墨烯)是朝着工业应用的重要挑战,化学气相沉积(CVD)无疑是薄膜合成中最著名的技术,满足了2DMs的自动大规模生产的所有要求。生长过程相当复杂,涉及多种反应,如烃分解、碳吸附,随后在催化基底上扩散,核化点的生成,最终生长。
目前,大多数CVD方法采用固体金属催化剂(SMCat)用于2DMs的生长。然而,它们的使用已经发现会引发结构缺陷,如褶皱、裂缝和晶界等。与固体催化基底相比,石墨烯生长在液态金属催化剂(LMCat)上可能是生产高质量无缺陷单石墨烯领域的解决方案,因为LMCat具有增强的原子迁移性、均匀性和流动性。实时监测这样复杂的过程对于控制石墨烯生长和了解生长动力学至关重要。然而,缺乏能够直接观察生长过程的原位技术,限制了我们对过程动态的理解,主要导致经验性的生长方法。
在这里,我们报告了通过原位反射仪实时监测石墨烯在固体上生长的情况,以及通过原位光学显微镜、拉曼光谱和X射线衍射观察在液态金属基底上生长的石墨烯的发展。LMCat石墨烯的质量也已经进行了研究,证实了它在电学和力学响应方面的优越性能。最后,将呈现一种新型平台,用于直接将石墨烯与液态铜基底分离,旨在合成质量纯正的晶片尺寸单晶石墨烯。