鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1359次 | 2018年06月18日
科學(xué)家用風(fēng)改變石墨烯長(zhǎng)度
美國(guó)萊斯大學(xué)科學(xué)家、新墨西哥州立大學(xué)與美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)合作開(kāi)發(fā)一種技術(shù),可將單原子厚的石墨烯單晶不斷增長(zhǎng)到前所未有的長(zhǎng)度(1英尺)。透過(guò)這種技術(shù),變得無(wú)限長(zhǎng)的石墨烯將能應(yīng)用于roll-to-roll卷繞對(duì)位技術(shù)產(chǎn)品。
石墨烯(Graphene)是一種只有單原子厚度的石墨,具有前所未有的強(qiáng)度和高導(dǎo)電性,但它仍還未能大規(guī)模生產(chǎn)以超越硅的應(yīng)用。有沒(méi)有一種辦法,可以將石墨烯增長(zhǎng)到前所未有的大???答案是有的,「把它放到風(fēng)中吹」。
和利用傳統(tǒng)化學(xué)氣相沉積法(CVD)來(lái)生產(chǎn)石墨烯一樣,研究團(tuán)隊(duì)將碳?xì)浠衔铮╤ydrocarbon)的氣體混合物噴到金屬晶箔上,但這次他們小心控制了分子局部沉積,用緩和的風(fēng)將碳原子吹向新出現(xiàn)的石墨烯生長(zhǎng)前緣。隨著基底移動(dòng),碳原子不斷結(jié)成石墨烯單晶,最后長(zhǎng)度達(dá)到1英尺(30.48公分)。
橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(OakRidgeNationalLaboratory,縮寫(xiě)ORNL)解釋,當(dāng)碳?xì)浠衔锝佑|熱催化劑晶箔時(shí),它們隨著時(shí)間生長(zhǎng)成較大區(qū)域的碳原子簇,聚結(jié)覆蓋整個(gè)基底,而在足夠高的溫度下,石墨烯的碳原子可以非晶生長(zhǎng)。
而由于氣體混合物的濃度會(huì)影響單晶生長(zhǎng)速度,因此在單個(gè)石墨烯晶體的現(xiàn)有邊緣附近供應(yīng)化合物,可以比形成新團(tuán)簇更有效地促進(jìn)其生長(zhǎng)。為了確保最佳增長(zhǎng),有必要?jiǎng)?chuàng)建一道「風(fēng)」以消除團(tuán)簇形成,于是團(tuán)隊(duì)在受控的緩和風(fēng)環(huán)境下實(shí)驗(yàn),讓石墨烯晶體生長(zhǎng)速度超過(guò)其他晶體,以至于石墨烯即使在多晶襯底上,也可以「選擇進(jìn)化」成單晶。