Təbiət.com ziyarət etdiyiniz üçün təşəkkür edirəm. İstifadə etdiyiniz brauzerin versiyası məhdud CSS dəstəyi var. Ən yaxşı nəticələr üçün brauzerinizin daha yeni bir versiyasından istifadə etməyinizi məsləhət görürük (və ya Internet Explorer-də uyğunluq rejimini deaktivlik rejimində). Bu vaxt, davam edən dəstəyi təmin etmək üçün saytın üslubu və ya javascript olmadan nümayiş etdiririk.
Nanoscale qrafit filmləri (NGFS), katalitik kimyəvi buxar çöküntüsü tərəfindən hazırlana biləcək möhkəm nanomateriallardır, lakin suallar onların transfer asanlığı və yerüstü morfologiyanı növbəti nəsil cihazlarda istifadəsinə necə təsir edir. Burada NGF-nin bir policrystaline nikel folqa (sahə 55 sm2, qalınlığı 100 Nm) və polimersiz transfer (ön və arxa, 6 sm2-ə qədər olan ərazidə). Katalizator folqasının morfologiyası səbəbindən iki karbon filmi fiziki xüsusiyyətləri və digər xüsusiyyətləri (məsələn, səth püresi) ilə fərqlənir. Daha sərt bir arxa tərəfi olan NGF-lərin no2 aşkarlanması üçün yaxşı uyğun olduğunu, ön tərəfdə daha hamar və daha çox keçirici NGFS (2000 s / sm, hesabat müqaviməti - 50 ohms / m2) canlı keçiricilər ola bilər. Günəş hüceyrəsinin kanal və ya elektrodu (görünən işığın 62% -ni ötürdüyündən). Ümumilikdə, təsvir olunan böyümə və nəqliyyat prosesləri, Qrafen və Mikron qalın qrafit filmlərinin uyğun olmayan texnoloji tətbiqlər üçün NGF-nin alternativ bir karbon materialı kimi həyata keçirməyə kömək edə bilər.
Qrafit geniş istifadə olunan bir sənaye materialıdır. Qeyd edək ki, qrafitdə nisbətən aşağı kütlə sıxlığın və yüksək təyyarədəki istilik və elektrik keçiriciliyinin xüsusiyyətləri var və sərt istilik və kimyəvi mühitlərdə çox sabitdir1,2. Flake Graphite, qrafene tədqiqat3 üçün tanınmış bir başlanğıc materialdır. İncə filmlərə işləndikdə, geniş tətbiqlərdə, o cümlədən smartfonlar 4,5,6,7 kimi elektron cihazlar üçün istilik yuvalarında istifadə edilə bilər8,9,10, elektromaqnit müdaxilələrin qorunması11. 12 və həddindən artıq ultravyanlı, günəş hüceyrələrində kanalların keçirilməsi, həddindən artıq ultravyanlı üçün litoqrafiya üçün filmlər .15,16. Bu tətbiqlərin hamısı üçün, nanoskale-də nəzarət altındakı qrafit filmlərinin (NGFS), nanoscale-də idarə olunan böyük sahələr (NGFS) asanlıqla istehsal edilə və nəql edilə bilər.
Qrafit filmləri müxtəlif üsullarla istehsal olunur. Bir halda, aradan qaldırılan aşınma və genişlənmə, qrafen lopa istehsal etmək üçün istifadə olunur10,11,17. Liblələr tələb olunan qalınlığın filmlərinə daha da işlənməlidir və sıx qrafit təbəqələri hazırlamaq üçün tez-tez bir neçə gün çəkir. Başqa bir yanaşma, Qüdrətli bərk prekursorlardan başlamaqdır. Sənayedə polimerlərin təbəqələri karbonlaşmışdır (1000-1500 ° C), sonra (2800-3200 ° C) yaxşı qurulmuş laylı materiallar yaratmaq üçün (2800-3200 ° C). Bu filmlərin keyfiyyəti yüksək olsa da, enerji istehlakı əhəmiyyətlidir1,18,19 və minimum qalınlığı bir neçə mikron 4,18,19,20 ilə məhdudlaşır.
Katalitik Kimya Buxar Döşəyi (CVD), yüksək struktur keyfiyyətli və ağlabatan keyfiyyətli və ultrathin qrafit filmləri (<10 NM) istehsal etmək üçün tanınmış bir üsuldur. Bununla birlikdə, qrafenin və ultrathin qrafit filmlərinin böyüməsi ilə müqayisədə 28, CVD istifadə NGF-nin geniş ərazisinin böyüməsi və / və ya tətbiqi daha az araşdırma11,13,29,31,32,32,333.
CVD yetişmiş qrafik və qrafit filmləri tez-tez funksional substrates34-ə köçürülməlidir. Bu nazik film transferləri iki əsas metoddan ibarətdir35: (1) ETTH OTTH TRANSHAPT36,37 və (2) etch əsaslı nəm kimyəvi transfer (substrat dəstəklənir) 14,34,38. Hər bir metodda bəzi üstünlüklər və çatışmazlıqlar var və nəzərdə tutulan tətbiqdən asılı olaraq seçilməlidir, başqa bir yerdə təsvir edilmişdir35,39. Katalitik substratlarda yetişən qrafene / qrafit filmləri üçün, yaş kimyəvi proseslər vasitəsilə köçürülür (ən çox istifadə olunan polimetil metakrilat (PMMA) ilk seçimdir) ilk seçimdir13,30,34,38,41,41,41,41,41,41,41,42 Sən et al. Qeyd edildi ki, heç bir polimer NGF transferi (nümunə ölçüsü təxminən 4 sm2) 25,43, lakin transfer zamanı nümunə sabitlik və / və ya işləmə ilə bağlı heç bir məlumat verilmir; Polimerlərdən istifadə edən nəm kimya prosesləri bir neçə addımdan, o cümlədən bir neçə addımdan ibarətdir, bir neçə addımdan ibarətdir və qurbanlıq polimer qatının sonrakı çıxarılması30,38,40,41,42. Bu prosesin mənfi cəhətləri var: məsələn, polimer qalıqları yetişən filmin xüsusiyyətlərini dəyişdirə bilər38. Əlavə emal qalıq polimerini silə bilər, lakin bu əlavə addımlar 28,40 film istehsalının dəyəri və vaxtını artırır. CVD böyüməsi zamanı bir təbəqə bir təbəqə yalnız katalizatorun folorsının (buxar axını ilə üzləşən tərəf), həm də arxa tərəfində saxlanılır. Bununla birlikdə, sonuncusu tullantı məhsulu sayılır və yumşaq plazma38,41 tərəfindən tez bir zamanda çıxarıla bilər. Bu filmi geri qaytarmaq, üz karbon filmindən daha aşağı keyfiyyətli olsa belə, məhsuldarlığı artırmağa kömək edə bilər.
Budur, CVD tərəfindən polikristal nikel folqa üzərində yüksək struktur keyfiyyəti ilə NGF-nin gofremik bifacial böyüməsinin hazırlanmasını bildiririk. Folqa ön və arxa səthinin pürüzünün NGF morfologiyasına və quruluşuna necə təsir etdiyini qiymətləndirdi. Biz də NGF-nin nikel folqa hər iki tərəfindən NGF-nin səmərəli və ekoloji cəhətdən təmiz polimersiz köçürməsini də nümayiş etdiririk və ön və arxa filmlərin müxtəlif tətbiqlər üçün necə uyğun olduğunu göstərin.
Aşağıdakı bölmələr, yığılmış qrafin təbəqələrinin sayından asılı olaraq müxtəlif qrafit filminin qalınlığını müzakirə edir: (i) tək təbəqə qrafiki (slg, 1 qat), (ii) bir neçə qat qrafeni (III) çoxilayer qrafen (mlg, 10-30 qat) və (IV) və (IV) NGF (~ 300 qat). Sonuncu, ən çox yayılmış ən çox yayılmış qalınlıqdır (100 mkm2) 30-a nisbətən təxminən 97% ərazidə) 30. Buna görə bütün film sadəcə NGF adlanır.
Qrafen və qrafit filmlərinin sintezi üçün istifadə olunan policrystaline nikel folqaları istehsalı və sonrakı emal nəticəsində fərqli toxumalara malikdir. Bu yaxınlarda NGF30-in artım prosesini optimallaşdırmaq üçün bir araşdırma bildirdik. Böyümə mərhələsi zamanı ilkinlik vaxtı və kamera təzyiqi kimi proses parametrlərinin parametrləri vahid qalınlığındakı NGF-lərin alınmasında kritik rol oynayır. Burada ngf-nin cilalanmış cəbhədə (FS) və çəngəlli arxa (BS) nikel folqa (Şəkil 1A) -nin böyüməsini daha da araşdırdıq. Üç növ nümunə FS və BS-nin üç növü, Cədvəl 1-də siyahıya alındı. Vizual yoxlamada, Nikel Folqa (Niag) hər iki tərəfində NGF-nin vahid böyüməsi, bir xarakterik bir metal gümüşü boz rəngin rəng dəyişməsi ilə görülə bilər (şəkil 1a); Mikroskopik ölçmələr təsdiqləndi (Şəkil 1B, C). Şəkil 1B-də Parça, Mavi və narıncı oxlar tərəfindən göstərilən parlaq bölgədə müşahidə olunan FS-NGF-nin tipik bir raman spektri Şəkil 1-də göstərilir. Qrafit g (1683 sm-1) və 2D (2696 sm-1) xarakterik raman zirvələri (2696 km-1) yüksək kristal ngf (Şəkil SI1, Cədvəl Si1) böyüməsini təsdiqləyir. Filmin boyunca, intensivlik nisbəti (I2D / IG) ~ 0.3-də olan Raman spektrinin üstünlük təşkil etməsi müşahidə edildi, I2D / IG = 0.8 ilə Raman spektri isə nadir hallarda müşahidə edildi. Bütün filmdə qüsurlu zirvələrin olmaması (D = 1350 sm-1), NGF böyüməsinin yüksək keyfiyyətini göstərir. Bənzər Raman Nəticələri BS-NGF nümunəsində (Şəkil Si1 A və B, Cədvəl Si1) əldə edildi.
Niag FS- və BS-NGF-nin müqayisəsi: (a) Tipik bir NGF (NIAG) bir fotoşəkili, (b) (b) və fs-ni folqa şəkilləri (b) fs-ngf şəkilləri / ni, (c) tipik Raman spektrləri, (D, F) SEM-də müxtəlif mövqelərdə yazılmışdır FS-NGF / NI, (E, G) SEM görüntüləri müxtəlif möhtəşəmliklər üçün müxtəlif möhtəşəmliklər BS -GF / NI. Mavi ox, FLG bölgəsini göstərir, narıncı ox MLG bölgəsini (FLG bölgəsi yaxınlığında) göstərir, Qırmızı ox NGF bölgəsini göstərir və Magenta oxu qatını göstərir.
Böyümə ilkin substratın qalınlığından asılı olduqdan, büllur ölçüsü, oriyentasiya və taxıl sərhədləri, ngf qalınlığında ağlabatan nəzarətə nail olmaq üçün bir çağırış 20,34,44 qalır. Bu araşdırma əvvəllər yayımladığımız məzmunu istifadə etdi30. Bu proses 100 mkm230-a qədər 0,1 ilə 3% parlaq bir bölgə istehsal edir. Aşağıdakı bölmələrdə hər iki rayon növü üçün nəticəni təqdim edirik. Yüksək böyüdücü SEM şəkilləri, hər iki tərəfin bir neçə parlaq kontrast bölgəsinin varlığını göstərir (Şəkil 1F, G), FLG və MLG Regional bölgələrinin varlığını göstərən FLG və MLG Regionlar355. Bunu Raman Səpələnməsi (Şəkil 1.c) və TEM nəticələri ilə təsdiqləndi (daha sonra "FS-NGF" bölməsində müzakirə edildi). FS- və BS-NGF / NGF / NGF-də (Nİ-də böyüdülən ön və arxa ngf) müşahidə olunan FLG və MLG bölgələri (Ön və arxa NGF), ilkin olaraq əvvəlcədən başlamışdır22,30,45-də yaranmışdır. Qatlama hər iki tərəfdə müşahidə edildi (Şəkil 1B, bənövşəyi oxlarla işarələnmiş). Bu qatlar çox vaxt CVD-yetkin qrafiklərdə və qrafitin əmsalındakı böyük fərqi ilə qrafit və nikel substrate38 ilə müqayisədə böyük fərqə görə tapılır.
AFM görüntüsü, FS-NGF nümunəsinin BS-NGF nümunəsindən (Şəkil Si1) (Şəkil Si2) -dən daha düz olduğunu təsdiqlədi. FS-NGF / NI (Şəkil Si2C) və BS-NGF / NI (Şəkil Si2D) kobudluq dəyərləri (RMS) kobudluq dəyərləri müvafiq olaraq 82 və 200 nm, 20 × 20 mkm2). Qəbul edilmiş dövlətdə (Şəkil Si3) nikelin (niar) folqa səthinin səth analizinə əsasən daha yüksək pürüzlülüyə başa düşmək olar. FS və BS-Niar-ın SEM şəkilləri, müxtəlif səth morfologiyaları nümayiş etdirən Rəqəmlər Si3a-D rəqəmlərində göstərilir: Cilalanmış FS-Ni folqa nano və mikron ölçülü sferik hissəciklər, bs-ni folqa bir istehsal nərdivanı nümayiş etdirir. yüksək gücü olan hissəciklər kimi. və eniş. Təmizlənmiş nikel folqa (nia) aşağı və yüksək qətnamə şəkilləri Şəkil Si3e-H-də göstərilir. Bu rəqəmlərdə nikel folqa (Şəkil Si3e-H) hər iki tərəfində bir neçə mikron ölçülü nikel hissəciklərinin varlığını müşahidə edə bilərik. Böyük taxılların əvvəllər olduğu kimi bir ni (111) səth oriyentasiyası ola bilər. FS-Nia və BS-Nia arasındakı nikel folqa morfologiyasında əhəmiyyətli fərqlər var. BS-NGF / NI-nin daha yüksək pürlənməsi, BS-niar'ın açılmamış səthinin, səthinin təmizlənməsindən sonra da əhəmiyyətli dərəcədə kobud olaraq qalır (Şəkil Si3). Böyümə prosesindən əvvəl bu növ səth xarakteristikası qrafenin və qrafit filmlərinin kobudluğuna nəzarət etməyə imkan verir. Qeyd etmək lazımdır ki, orijinal substrat, taxıl ölçüsünü bir qədər azalmış və bir qədər azalan taxıl ölçüsü və bir qədər azalan taxıl böyüməsi zamanı substratın səth pürüzünü artmışdır və katalizator filmi22.
Substrat səthinin təmizlənməsi, yumrulama vaxtı (taxıl ölçüsü) 30,47 və buraxma Control43, regional NGF qalınlığının vahidliyini μM2 və / və ya hətta NM2 miqyasına (yəni bir neçə nanometrin qalınlığı dəyişməsi) azaltmasına kömək edəcəkdir. Substratın səth pürüzünü idarə etmək üçün, nəticədə nikel folqa elektrolitik cilalama kimi metodlar hesab edilə bilər48. Əvvəlcədən hazırlanan nikel folqa, daha aşağı bir temperaturda (<900 ° C) 46-da (<5 min) (<5 dəq) (<5 dəq) (<5 dəq) (<5 dəq) (<5 dəq) (111) taxılın (flg böyüməsi üçün faydalı) meydana gəlməsindən qorunmaq üçün (<5 dəq) bağlanıla bilər.
SLG və FLG Graphene, yağlı kimyəvi transfer prosesləri zamanı mexaniki dəstək təbəqələri tələb edən turşuların və suyun səthinin gərginliyinə tab gətirə bilmirlər22,34,38. Polimer tərəfindən dəstəklənən tək qatlı qrafene38 yaşlı kimyəvi transferdən fərqli olaraq, böyüdülmüş NGF-nin hər iki tərəfinin Şəkil 2A-da göstərildiyi kimi, daha çox məlumat üçün Şəkil Si4A-ya baxın). NGF-nin verilən substrata köçürülməsi əsas NI30.49 filminin yaş həddi ilə başlayır. Yetişən NGF / NGF / NGF nümunələri, 600 ml deionized (di) su ilə seyreltilmiş 15 ml 70% HNO3-də bir gecədə yerləşdirildi. Ni folqa tamamilə həll edildikdən sonra FS-Ngf, NGF / NI / NGF nümunəsi kimi, maye səthində düz və üzən, BS-NGF suya batırılır (Şəkil 2A, B). İzolyasiya edilmiş NGF daha sonra təzə deionized suyu başqa bir çəngəldən ehtiva edən bir çəngəldən köçürüldü və təcrid olunmuş NGF, konkav şüşə yeməyi vasitəsilə dörd-altı dəfə təkrarlanan təcrid olunmuş NGF-ni hərtərəfli yuyuldu. Nəhayət, FS-NGF və BS-NGF istədiyiniz substrata yerləşdirildi (Şəkil 2C).
Nikel folqa üzərində böyüdülən NGF üçün polimersiz nəm kimyəvi ötürmə prosesi (a) proses axını diaqramı (b) (b) (2 nümunə), (c) nümunəsi və BS-NGF-dən ayrılmış NGF-nin rəqəmsal fotoşəkili Panel D kimi nümunə (iki hissəyə bölünür), qızıl örtülmüş C kağız və nafion (çevik şəffaf substrat, qırmızı künclərlə işarələnmiş kənarlara) köçürülür.
Qeyd edək ki, yaş kimyəvi transfer metodlarından istifadə edərək həyata keçirilən SLG transferi 20-24 saat 38-də ümumi emal vaxtı tələb edir. Burada nümayiş olunan polimersiz köçürmə texnikası ilə (Şəkil Si4a), ümumi NGF transfer emalı müddəti əhəmiyyətli dərəcədə azaldılır (təxminən 15 saat). Proses aşağıdakılardan ibarətdir: (Addım 1) Bir ayırma həllini hazırlayın və nümunəni (~ 10 dəqiqə) qoyun, sonra ni etching (~ 7200 dəqiqə) üçün bir gecədə gözləyin (addım - 3). deionizasiya edilmiş suda və ya hədəf substrata (20 dəq) köçürün. NGF və toplu matris arasında tələyə düşən su, kapilyar hərəkət (ləkələnmə kağızı istifadə edərək) 38, sonra qalan su damlaları təbii qurutma (təxminən 30 dəq) aradan qaldırılır və nəhayət nümunə 10 dəqiqə qurudulur. Bir vakuum sobasında (10-1 mbar) 50-90 ° C (60 dəq) 38.
Qrafitdə su və havanın varlığına kifayət qədər yüksək temperaturda (≥ 200 ° C) 50,51,52-də suyun varlığına tabe olduğu bilinir. Otaq temperaturunda və bir neçə gündən bir ildən bir ilədək hər hansı bir yerdə (Şəkil Si4) hər hansı bir yerdəki işlənmiş suda, sematikləşdirilmiş suda və möhürlənmiş şüşələrdə saxlanıldıqdan sonra Raman Spektroskopiya, XRD istifadə edərək nümunələri sınadıq. Heç bir nəzərə çarpan bir deqradasiya yoxdur. Şəkil 2C, deionized suda pulsuz FS-NGF və BS-NGF göstərir. Şəkil 2C-nin əvvəlində göstərildiyi kimi onları bir Sio2 (300 Nm) / Si substratda ələ keçirdik. Bundan əlavə, Şəkil 2D, E, Davamlı NGF-də göstərildiyi kimi, polimerlər (Nexolve və Nafion) və qızıl örtüklü karbon kağızı kimi müxtəlif substratlara köçürülə bilər. Üzən FS-NGF, hədəf substrata asanlıqla yerləşdirildi (Şəkil 2C, D). Bununla birlikdə, 3 sm2-dən böyük olan BS-NGF nümunələri tamamilə suya batırıldıqda idarə etmək çətin idi. Adətən, su ilə yuvarlanmağa başladıqda, ehtiyatsız işlənmələr səbəbindən bəzən iki və ya üç hissəyə (Şəkil 2e) içərisində olurlar. Ümumiyyətlə, müvafiq olaraq, müvafiq olaraq 6 və 3 sm2 nömrəli nümunələr üçün PS- və BS-NGF-nin polimersiz köçürülməsini (NGF / NGF / NGF-də NGF / NGF / NGF böyüməsi olmadan davamlı sorunsuz köçürmə) əldə edə bildik. İstədiyiniz substratda (~ 1 mm2, rəqəm si4b) və ya "FS-NGF" və ya "FS-NGF" və ya Misdəki Misples) və ya Gələcək İstifadəsi (Şəkil Si4) olduğu kimi nümunə (Fiqurlar 98-99% (köçürmə üçün böyümədən sonra).
Nümunələri polimersiz köçürmə detallı şəkildə təhlil edildi. Optik mikroskopiya (om) və sem şəkilləri (Şəkil 3 və Şəkil 3) istifadə edərək, bu nümunələrin mikroskopiya olmadan köçürüldüyünü göstərdi. Çatlar, dəliklər və ya yerləşdirilmiş ərazilər kimi görünən struktur ziyan. Transferdən sonra böyüyən NGF (Şəkil 3B, D-də işarələnmiş şəkillər) ətrafındakı qatlar. Həm FS- və BS-NGFS FLG bölgələrindən ibarətdir (Şəkil 3-də mavi oxlarla göstərilən parlaq bölgələr). Təəccüblüdür ki, Ultrathin qrafit filmlərinin polimer transferi zamanı adətən bir neçə zədələnmiş bölgədən fərqli olaraq, NGF-yə qoşulan bir neçə mikron ölçülü FLG və MLG bölgələri çatlamalar və ya fasilələr olmadan köçürüldü (Şəkil 3D). 3). . Mexanik bütövlüyü daha sonra müzakirə edildiyi kimi, krujeva-karbon mis ızgüclü ızgarların üzərinə tem və sem şəkillərindən istifadə edərək daha sonra təsdiqləndi ("FS-NGF: strukturu və xüsusiyyətləri"). Transferli BS-NGF / SIO2 / SI, FS-NGF / SIO2 / SI-nin RMS dəyərləri ilə 140 NM və 17 Nm olan RMS dəyərləri ilə müqayisədə, rəqəm Si6a və B (20 × 20 mkm2) göstərilir. Sio2 / Si substratına (rms <2 nm) transferli NGF-nin RMS dəyəri NGF-də (Şəkil Si2) ni (Şəkil Si2) -də böyüdülmüş NGF-dən (təxminən 3 dəfə), əlavə patronun NI səthinə uyğun ola biləcəyini göstərir. Bundan əlavə, FS- və BS-NGF / SIO2 / SI nümunələrinin kənarlarında edilən afm görüntülər müvafiq olaraq 100 və 80 Nm olan NGF qalınlığını göstərdi (Şəkil SI7). BS-NGF-nin daha kiçik qalınlığı səthin birbaşa məruz qalmasına məruz qalmaması nəticəsində ola bilər.
NGF (Niag) Sio2 / si vafferində polimer olmadan (NIAG) polimersiz (bax Şəkil 2C): (A, B) Transfer FS-NGF-nin SEM şəkilləri: Aşağı və yüksək böyüdücü (paneldəki narıncı meydanda). Tipik ərazilər) - a). (C, D) Transfed BS-NGF-nin sem şəkilləri: aşağı və yüksək böyüdücü (paneldə paneldəki portağal meydanının göstərdiyi tipik əraziyə uyğun). (e, f) köçürülmüş FS- və BS-NGF-lərin AFM şəkilləri. Mavi ox, FLG bölgəsini təmsil edir - Parlaq kontrast, Cyan oxu - Qara MLG kontrast, Qırmızı ox - Qara kontrast NGF bölgəsini təmsil edir, Magenta Ok, qatını təmsil edir.
Yetişmiş və köçürülmüş FS- və BS-NGF-lərin kimyəvi tərkibi X-ray fotoelektron spektroskopiyası (XPS) (Şəkil 4) təhlil edilmişdir. Ölçülən spektrlərdə (Şəkil 4A, B), böyüdülmüş FS- və BS-NGFS (NIAG) uyğun olan ölçülmüş spektrdə (Şəkil 4A, B) müşahidə edilmişdir. Transferdən sonra heç bir qalıq NGF / Sio2 / Sio2 / Sio2 / sio / si / si / sio / si / si / sio / si / si üçün oxşar nəticələr göstərilmir). Rəqəmlər 4D-F, C 1 S, O 1 S və SI 2P enerji səviyyəsinin yüksək qətnamə spektrini göstərir. C 1 S-nin C 1 S-nin məcburi enerjisi 284.4 EV53.54-dür. Qrafit zirvələrinin xətti forması ümumiyyətlə Şəkil 4D54-də göstərildiyi kimi asimmetrik hesab olunur. Yüksək qətnamə Core-Səviyyə C 1 S Spektr (Şəkil 4D) də, əvvəlki tədqiqatlara uyğun olan saf transfer (yəni polimer qalıqları yoxdur), bu da əvvəlki tədqiqat38. Təzə yetişən nümunə (Niag) və köçürmədən sonra C 1 S-nin C 1 S-nin spektrləri müvafiq olaraq 0,55 və 0.62 evdir. Bu dəyərlər SLG-dən daha yüksəkdir (bir Sio2 substratında SLG üçün 0.49 ev) 38. Bununla birlikdə, bu dəyərlər, yüksək yönümlü pirolitik qrafin nümunələri (~ 0.75 eV) 53,54,55 (~ 0.75 eV) 53,54,55, cari materialdakı qüsurlu karbon saytlarının olmamasını göstərir. C 1 S və O 1 S Torpaq Səviyyə Spectra, yüksək qətnamə pik deconvolution54 ehtiyacını aradan qaldıraraq çiyinləri də yoxdur. Tez-tez qrafit nümunələrində müşahidə olunan 291.1 EV ətrafında bir π → → * peyk zirvəsi var. SI 2P və O 1-in əsas səviyyəli spektrindəki 103 və 532.5 EV siqnalları (Şəkil 4E, F) müvafiq olaraq Sio2 56 substratına aiddir. XPS səthə həssas bir texnikadır, buna görə də NGF transferindən əvvəl və sonra aşkar edilmiş NGF və Sio2-ə uyğun olan siqnallar, müvafiq olaraq FLG bölgəsindən başladığı ehtimal olunur. Oxşar nəticələr, Transferli BS-NGF nümunələri (göstərilməyib) üçün müşahidə edildi.
Niag XPS Nəticələri: (AC) Yetişən FS-NGF / NI, BS-NGF / NI və FS-NGF / SIO2 / SI-nin müxtəlif elementar atom kompozisiyalarının sorğu spektrləri. (D-F) C 1 S, O 1S və SI 2P-nin yüksək qətnamə spektri, FS-NGF / SIO2 / SI nümunəsi.
Transferli NGF kristallarının ümumi keyfiyyəti X-Ray Diffraction (XRD) istifadə edərək qiymətləndirildi. Tipik XRD naxışları (FS- və BS-NGF / Sio2 / Si köçürülmüş FS- və BS-NGF / SI-nin (0 0 0 2) və (0 0 0 0 4) və (0 0 0 4) və (0 0 0 4), (0 0 0 4), qrafitə bənzər 26.6 ° və 54.7 ° -də (0 0 0 0 4) var. . Bu, NGF-nin yüksək kristal keyfiyyətini təsdiqləyir və köçürmə addımından sonra saxlanılan D = 0.335 NM interlayer məsafəsinə uyğundur. Diffraction zirvəsinin intensivliyi (0 0 0 2), NGF kristal təyyarəsinin nümunə səthi ilə yaxşı uyğunlaşdığını göstərir (0 0 0 0 4) difraksiya zirvəsi (0 0 0 0 4).
Sem, XPS və XRD, Raman Spektroskopiyası, XPS və XRD, BS-NGF / Nİ-nin keyfiyyəti FS-NGF / NI-nin keyfiyyəti ilə eyni şəkildə tapıldı, baxmayaraq ki, RMS-NGF / NI-nin (Rəqəmlər Si2, SI5, SI5) və SI7) olsa da, FS-NGF / NI ilə eyni olduğu aşkar edildi.
Polimer dəstək təbəqələri ilə 200 Nm qalınlığında SLGS su üzərində üzə bilər. Bu quraşdırma ümumiyyətlə polimer köməyi ilə nəm kimyəvi transfer proseslərində istifadə olunur22,38. Qrafen və qrafit hidrofobikdir (nəm bucaq 80-90 °) 57. Hər iki qrafenin və flg-in potensial enerji səthlərinin, yerin səthi58-də suyun yanal hərəkəti üçün aşağı potensial enerji (~ 1 kj / mol) olduqca düz olduğu bildirildi. Bununla birlikdə, qrafen və üç qat qrafene suyun hesablanmış qarşılıqlı təsiri, 3 və - 15 kj / mol, 58-i müvafiq olaraq 58, NGF ilə (təxminən 300 qat) ilə müqayisədə, qrafenə nisbətən daha aşağıdır. Bu, Freestanding NGF-nin suyun səthində düz qalmasının səbəblərindən biri ola bilər, sərbəst vəfat edən qrafen (suda üzən) qıvrılır və parçalanır. NGF tamamilə suya batırıldıqda (nəticələr kobud və düz ngf üçün eynidir), onun kənarları (Şəkil Si4). Tamamilə immersion vəziyyətində, NGF-su ilə qarşılıqlı təsir enerjisinin demək olar ki, iki dəfə artması və NGF qatının kənarlarının yüksək bir əlaqə bucağı (hidrofobiti) qoruduğu gözlənilir. İnanırıq ki, quraşdırılmış NGFS kənarlarının kənarlarının qıvrılmaması üçün strategiyalar inkişaf etdirilə bilər. Bir yanaşma, qrafit filminin ıslatma reaksiyasını dəyişdirmək üçün qarışıq həlledicilərdən istifadə etməkdir.
Yaş kimyəvi transfer prosesləri ilə SLG-nin müxtəlif növ substratlara ötürülməsi əvvəlcədən bildirilmişdir. Ümumiyyətlə, Zəif Van Der Waals qüvvələri qrafen / qrafit filmləri və substratlar arasında var (Sio2 / SI38,41,46,60, SI SIO2, Au42, Si Padslar22 və Lacy Carbon Films30, 34 və ya poliimide 34 və ya çevik substratlar kimi sərt substratlar). Burada eyni tipin qarşılıqlı əlaqələri üstünlük təşkil edir. Mexanik işləmə zamanı (məsələn, atmosfer şəraiti və ya saxlama zamanı səciyyələnmə zamanı (məsələn, Şəkil 2, SI7 və SI9)) burada təqdim olunan substratlardan hər hansı biri üçün NGF-nin hər hansı bir ziyanını və ya soyulmasını müşahidə etmədik. Bundan əlavə, NGF / SIO2 / SI / SI nümunəsinin əsas səviyyəsinin XPS C 1 spektrində bir SIC zirvəsinə riayət etmədik (Şəkil 4). Bu nəticələr NGF və hədəf substrat arasında kimyəvi bir əlaqə olmadığını göstərir.
Əvvəlki hissədə, "FS- və BS-NGF-nin polimersiz transferi", NGF-nin nikel folqa hər iki tərəfində böyüyə və köçürə biləcəyini nümayiş etdirdik. Bu FS-NGFS və BS-NGFS, hər növ üçün ən uyğun tətbiqləri araşdırmağı xahiş edən səth pürüzü baxımından eyni deyil.
FS-NGF-nin şəffaflığını və hamar bir səthini nəzərə alsaq, onun yerli quruluşunu, optik və elektrik xüsusiyyətlərini daha ətraflı şəkildə araşdırdıq. FS-NGF-nin polimer ötürülməsi olmadan quruluşu və quruluşu ötürmə elektron mikroskopiyası (TEM) görüntüləmə və seçilmiş sahə elektronikası (SAED) naxış təhlili ilə xarakterizə olunurdu. Müvafiq nəticələr Şəkil 5-də göstərilmişdir. Aşağı böyüdücü Planar Tem Görüntüsü, müxtəlif elektron kontrast xüsusiyyətləri olan NGF və FLG bölgələrinin mövcudluğunu, yəni qaranlıq və parlaq ərazilərin olduğunu, yəni daha qaranlıq və parlaq ərazilərin olduğunu ortaya qoydu (Şəkil 5A). Ümumilikdə, NGF və FLG-nin fərqli bölgələri arasında yaxşı mexaniki bütövlük və sabitliyi, yaxşı üst-üstə düşmə və ya heç bir ziyan və ya yırtma ilə sabitlik, həm də yüksək böyüdücü TEM tədqiqatları (Şəkil 5C-E) tərəfindən təsdiqlənməmişdir. Xüsusilə, Şəkil 5D-də, üçbucaqlı forma ilə xarakterizə olunan və təxminən 51 ilə bir qrafen təbəqəsindən ibarət bir qrafen təbəqəsindən ibarət olan ən böyük hissəsində körpü quruluşu (Şəkil 5D-də qara nöqtəli ox). 0.33 ± 0.01 NM interplanar arası bir interplanar boşluğu olan kompozisiya, ən dar bölgədəki bir neçə qat qatına (Şəkil 5 D-də bərk qara oxun ucu) qədər azalır.
Bir karbon krasız bir polimer-pulsuz niag nümunəsinin planar tem görüntüsü, bir karbon lacy mis şəbəkəsi: (A, B) NGF və FLG bölgələri daxil olmaqla aşağı böyüdücü TEM şəkilləri, (AŞ) panel-A və Panel-B-də müxtəlif bölgələrin yüksək böyüdücü şəkilləri eyni rəngli oxlardır. A və C panellərində yaşıl oxlar şüa uyğunlaşdırılması zamanı zərərin dairəvi sahələrini göstərir. (F-i) A-dan C panellərində, müxtəlif bölgələrdə SAED nümunələri müvafiq olaraq mavi, siyan, narıncı və qırmızı dairələrlə göstərilir.
Şəkil 5C-də lent quruluşu (qırmızı ox ilə işarələnmiş) Film boyunca nanofoldların meydana gəlməsi ilə əlaqədar ola biləcək qrafit lattice təyyarələrinin şaquli istiqamətləndirilməsi (Şəkil 5c-də) artıq kompensasiya olunmayan kəsmə stressi səbəbiylə 0.61,62. Yüksək qətnamə temində, bu nanofolds 30-da NGF bölgəsinin qalan hissəsindən fərqli olaraq fərqli bir kristalqrafik bir istiqamət nümayiş etdirir; Qrafit latticasının bazal təyyarələri, filmin qalan hissəsi kimi üfüqi deyil (Şəkil 5C-də yer) deyil, demək olar ki, şaquli olaraq yönəldilmişdir. Eynilə, FLG bölgəsi bəzən xətti və dar bant kimi bir qat-qat qatları (mavi oxlarla işarələnmiş), 5B, 5B, 5B-də rəqəmlərdə aşağı və orta böyüdülmə ilə qeyd olunur. Şəkil 5-dəki, FLG sektorundakı iki və üç qatlı qrafen təbəqəsinin (interplanar məsafə 0,33 ± 0.01 nm) olan iki və üç qatlı qrafen qatının mövcudluğunu təsdiqləyir. Bundan əlavə, polimersiz NGF-nin xizəkli-tırtıllı sem şəkilləri, lacy karbon filmləri ilə mis ızgaralara köçürülmüş sem şəkilləri (ən yaxşı görüntü tem ölçmələri) Şəkil Si9-da göstərilmişdir. Yaxşı dayandırılmış FLG bölgəsi (mavi ox ilə qeyd olunur) və Şəkil Si9f-də qırılan bölgə. Mavi ox (köçürülmüş NGF kənarında), FLG bölgəsinin transfer prosesinə polimer olmadan müqavimət göstərə biləcəyini nümayiş etdirmək üçün qəsdən təqdim olunur. Xülasə, bu görüntülər qismən dayandırılmış NGF (FLG bölgəsi daxil olmaqla), TEM və SEM ölçmələri zamanı yüksək vakuumun (Şəkil SI9) -də yüksək vakuuma məruz qaldıqdan sonra mexaniki bütövlüyü qoruyur.
NGF-nin əla düzlüyü səbəbindən (Şəkil 5A-ya baxın), SAED quruluşunu təhlil etmək üçün [0001] domen oxu boyunca lopalara yönəltmək çətin deyil. Filmin yerli qalınlığından və onun yerinin yerli qalınlığından asılı olaraq, elektron diffraksiya tədqiqatları üçün bir neçə maraq dairəsi (12 xal) müəyyən edilmişdir. 5A-C rəqəmlərində bu tipik bölgələrin dördü rəngli dairələr (mavi, siyan, narıncı və qırmızı kodlu) ilə işarələnmişdir. Saed rejimi üçün 2 və 3 rəqəmləri. Rəqəmlər 5F və G rəqəmlər 5 və 5-də göstərilən FLG bölgəsindən əldə edildi. 5B və C rəqəmlərində göstərildiyi kimi müvafiq olaraq göstərilir. Bükülmüş qrafene63-ə bənzər altıbucaqlı bir quruluşa sahibdirlər. Xüsusilə, Şəkil 5F, üç cüt (10-10) əksər hallarda bucaqlı uyğunsuzluq sübutu olaraq, 10 ° və 20 ° -ə qədər fırlanan [0001] zonası oxunun eyni istiqaməti olan üç üstün naxış göstərir. Eynilə, Şəkil 5G, 20 ° dönən iki üstün hekagonal naxışlı nümunələri göstərir. Flg bölgəsindəki iki və ya üç altıbucaqlı naxışlı iki qrup, təyyarə içərisində və ya təyyarə qrafeninin 33-dən bir-birinə nisbətən dönmüşdür. Bunun əksinə olaraq, Şəkil 5H-də elektron diffraksiya nümunələri, mən (Şəkil 5A-da göstərilən NGF bölgəsinə uyğundur), daha yüksək material qalınlığına uyğun olaraq ümumi daha yüksək nöqtəli difraksiya intensivliyi ilə bir [0001] nümunəsini göstərin. Bu SAED modelləri FLG-dən daha qalın bir qrafik quruluşuna və aralıq istiqamətinə uyğundur, indeksin 64-cü il tarixindən etibarən xarakterizə edildiyi kimi, iki və ya üç üstünlüyü (və ya qrafen) kristalitlərin birləşməsini ortaya qoydu. FLG bölgəsində xüsusilə diqqətəlayiq olanlar, kristalların müəyyən bir təyyarə içərisində və ya təyyarədənkənar səhv davranışa sahib olmasıdır. Qrafit hissəcikləri / qatarları 17 °, 22 ° və 25 ° -dən əvvəl NGF-nin NGF-nin 64 filmində yetişdirdiyi bildirildi. Bu işdə müşahidə olunan fırlanma bucağı dəyərləri, Bükülmüş BLG63 Graphene üçün əvvəllər müşahidə olunan fırlanma bucaqlarına (± 1 °) ardıcıldır.
NGF / SIO2 / SI-nin elektrik xassələri 10 × 3 mm2-də 300 k-də ölçülmüşdür. Elektron daşıyıcı konsentrasiyasının, hərəkətlilik və keçiriciliyin dəyərləri, müvafiq olaraq 1.6 × 1020 sm-3, 220 sm2 və 2000 s-sm-1-dir. NGF-nin hərəkətliliyi və keçiriciliyi dəyərləri təbii qrafit2 və ticari olaraq mövcud yüksək yönlü pirolitik qrafitdən (3000 ° C-də istehsal olunan) 29-a bənzəyir. Müşahidə olunan elektron daşıyıcı konsentrasiyası dəyərləri yüksək temperatur (3200 ° C) yüksək temperatur (3200 ° C) poliimide (3200 ° C) istifadə olunan mikron qalın qrafit filmləri üçün (7.25 × 10 sm-3) nisbətən daha yüksək olan iki böyük ölçülü iki böyükdür.
FS-NGF-də Kvars substratlarına köçürülmüş UB-NGF-də UB-görünən ötürmə ölçmələrini yerinə yetirdik (Şəkil 6). Yaranan spektr, NGF-nin görünən işığa şəffaf olduğunu göstərən 350-800 Nm aralığında təxminən 62%, təxminən daimi bir ötürmə göstərir. Əslində, "KAust" adı 6B-də nümunənin rəqəmsal fotoşəkilində görünə bilər. NGF-nin nanokristal quruluşu SLG-dən fərqli olsa da, qatların sayı əlavə Layer65-də 2,3% ötürmə itkisinin qaydasından istifadə edərək təxminən qiymətləndirilə bilər. Bu münasibətə görə, 38% ötürmə itkisi olan qrafen təbəqələrinin sayı 21-dir. Yetkin NGF əsasən 300 qrafen təbəqəsindən, yəni 100 Nm qalın (Şəkil 1, SI5 və SI7). Buna görə də, müşahidə olunan optik şəffaflığın FLG və MLG bölgələrinə uyğun olduğunu, filmə və MLG bölgələrinə uyğun olduğunu güman edirik, çünki onlar film boyunca bölüşdürülür (əncir. 1, 3, 5 və 6c). Yuxarıda göstərilən struktur məlumatlarına əlavə olaraq, keçiricilik və şəffaflıq köçürülmüş NGF-nin yüksək kristal keyfiyyətini də təsdiqləyir.
(a) UB-görünən ötürmə ölçüsü, (b) bir nümayəndə nümunəsi istifadə edərək kvars üzərində tipik NGF köçürülməsi. (c) nümunə boyunca boz təsadüfi şekiller şəklində qeyd olunan (c) NGF (qaranlıq qutu) sxematik, nümunə boyunca boz təsadüfi formalar kimi (şəkil 1) (təxminən 100 mkm) təqribən 0,1-3%). Təsadüfi formalar və diaqramdakı ölçülər yalnız illüstrativ məqsədlər üçündür və faktiki sahələrə uyğun gəlmir.
CVD tərəfindən yetişən şəffaf ngf əvvəllər çılpaq silikon səthlərə köçürüldü və günəş hüceyrələrində istifadə edildi15,16. Yaranan güc dönüşüm effektivliyi (pce) 1,5% -dir. Bu NGFS, aktiv mürəkkəb təbəqələr, şarj nəqliyyat yolları və şəffaf elektrodlar kimi birdən çox funksiyanı yerinə yetirir15,16. Ancaq qrafit filmi vahid deyil. Əlavə optimallaşdırma, qrafit elektrodunun təbəqə müqavimətini və optik ötürülməsini diqqətlə idarə etmək, bu iki xüsusiyyət, günəş kamerasının PCE Cellinin pte dəyərinin müəyyənləşdirilməsində mühüm rol oynayır. Adətən, qrafen filmləri görünən işığa 97,7% şəffafdır, lakin 200-3000 ohm / sq 6-ların bir təbəqə müqavimətinə malikdir. Qrafen filmlərinin səth müqaviməti, qatların sayını (qrafin qatının çox köçürülməsi) və HNO3 (~ 30 ohm / sq.) 66 ilə dopinqi artıraraq azaldıla bilər. Ancaq bu proses uzun müddət çəkir və fərqli transfer təbəqələri həmişə yaxşı əlaqə saxlamır. Ön tərəfimiz NGF-nin keçiriciliyi 2000 s / sm, film hesabatı müqavimətinin 50 ohm / kv kimi xüsusiyyətləri var. və 62% şəffaflıq, onu keçirici kanallar və ya günəş hüceyrələrində əks elektrodlar üçün əlverişli bir alternativ hala gətirir15,16.
BS-NGF-nin quruluşu və səthi kimyası FS-NGF-yə bənzəsinə baxmayaraq, onun kobudluğu fərqlidir ("FS- və BS-NGF artımı"). Əvvəllər, bir qaz sensoru kimi ultra incə film qrafit22 istifadə etdik. Buna görə də BS-NGF-nin qaz hiss etmə tapşırıqları (Şəkil SI10) üçün istifadə etməsinin məqsədəuyğunluğunu sınadıq. Birincisi, BS-NGF-nin MM2 ölçülü hissələri bir-birinə qarışan elektrod sensoru çipinə (Şəkil Si10a-C) köçürüldü. Çipin istehsal təfərrüatları əvvəllər bildirildi; Onun aktiv həssas ərazisi 9 mm267-dir. SEM şəkillərində (Şəkil Si10b və C), altındakı qızıl elektrod, NGF vasitəsilə aydın görünür. Yenə də, bütün nümunələr üçün vahid çip əhatə dairəsinin əldə olunduğunu görmək olar. Müxtəlif qazların qaz sensor ölçmələri qeyd edildi (Şəkil Si10d) (Şəkil Si11) və nəticədə cavab nisbətləri əncirdə göstərilmişdir. Si10g. Ehtimal ki, SO2 (200 PPM), H2 (2%), CH4 (200 PPM), CO2 (2%), H2S (200 PPM) və NH3 (200 PPM) daxil olmaqla digər müdaxilə edən qazlar. Mümkün bir səbəb no2. Qazın elektrofilik təbiəti2,68. Qrafenin səthində adsorbsiya edildikdə, sistemin elektronlarının cari udulmasını azaldır. Əvvəlcədən dərc olunmuş sensorlar olan BS-NGF sensorunun cavab müddəti məlumatlarının müqayisəsi Cədvəl Si2-də təqdim olunur. UV Plazma, O3 Plazma və ya Termal (50-150 ° C) müalicəsi istifadə olunan NGF sensorlarını reaksiya verən mexanizmi (50-150 ° C) da davam edir, ideal olaraq quraşdırılmış sistemlərin tətbiqi ilə davam edir69.
CVD prosesi zamanı katalizator substratının hər iki tərəfində qrafenin böyüməsi baş verir41. Bununla birlikdə, BS-Graphene, transfer prosesi zamanı ümumiyyətlə atılır41. Bu işdə yüksək keyfiyyətli NGF böyüməsi və polimersiz NGF köçürməsini katalizator dəstəyinin hər iki tərəfində əldə edə biləcəyini nümayiş etdiririk. BS-NGF FS-NGF-dən (~ 100 NM) -dən daha incədir (~ 80 nm) və bu fərq BS-NI-nin birbaşa prekursor qaz axınının birbaşa məruz qalmaması ilə izah olunur. Niar substratının kobudluğunun NGF-nin pürüzünə təsir etdiyini də gördük. Bu nəticələr böyüdüyü planar FS-NGF-nin qrafin (Aşınma metodu70 ilə) və ya günəş hüceyrələrində keçirici bir kanal kimi istifadə edilə biləcəyini göstərir. Bunun əksinə olaraq, BS-NGF, qaz aşkarlanması üçün (Şəkil SI9) və ehtimal ki, onun səth pürüzünün faydalı olacağı yerlərdə enerji saxlama sistemləri üçün istifadə ediləcəkdir.
Yuxarıda göstərilənləri nəzərə alaraq, cvd tərəfindən yetişən və nikel folqa istifadə edərək, əvvəllər yayımlanan qrafit filmləri ilə cari işi birləşdirmək faydalıdır. Cədvəl 2-də göründüyü kimi, istifadə etdiyimiz daha yüksək təzyiqlər, nisbətən aşağı temperaturda (artım mərhələsi) nisbətən aşağı temperaturda (artım mərhələsi) qısaldılmışdır. Ayrıca, həmişəkindən daha böyük böyüməyə nail olduq, genişlənmə potensialını göstərir. Bəzi amillər var, bəziləri isə masaya daxil olduğumuz.
Katalitik CVD tərəfindən nikel folqa üzərində ikitərəfli yüksək keyfiyyətli NGF yetişdirildi. Ənənəvi polimer substratlarını (məsələn, CVD qrafenində istifadə olunanlar kimi) aradan qaldıraraq, NGF-nin təmiz və qüsursuz nəm köçürməsini (nikel folqa-nın arxa tərəfində böyüdü) və müxtəlif proses tənqidi substratlara nail oluruq. Qeyd edək ki, NGF-də FLG və MLG bölgələri (adətən 100 mkm2-dən 0,1% -ə qədər 0,1% -dən 3% -ə qədər) daha qalın filmə inteqrasiya edilmişdir. Planar TEM göstərir ki, bu bölgələr iki-üç qrafit / qrafik / qrafik hissəciklərinin (kristal və ya təbəqələrin, bəzilərinin 10-20 ° -in fırlanma qabiliyyətinə malik olan iki-üç qrafit hissəciklərindən ibarətdir. FLG və MLG bölgələri FS-NGF-nin şəffaflığına görə görünən işığa cavabdehdirlər. Arxa təbəqələrə gəldikdə, onlar ön vərəqələrə paralel aparıla bilər və göstərildiyi kimi, funksional bir məqsəd (məsələn, qaz aşkarlanması üçün) ola bilər. Bu tədqiqatlar, sənaye miqyaslı CVD proseslərində tullantıların və xərclərin azaldılması üçün çox faydalıdır.
Ümumiyyətlə, CVD NGF-nin orta qalınlığı (aşağı və çox qatlı) qrafen və sənaye (mikrometr) qrafit təbəqələri arasında yerləşir. İstehsal və nəqliyyatı üçün hazırladığımız sadə üsulla birlikdə maraqlı xüsusiyyətlərinin aralığı, bu filmləri xüsusilə qrafitin funksional reaksiyasını tələb edən tətbiqlər üçün, hazırda istifadə olunan enerji-intensiv sənaye istehsal prosesləri hesabı olmadan tətbiq olunur.
Bir kommersiya CVD reaktorunda (Aixtron 4 düymlük BMPro) 25 mkm qalın bir nikel folqa (99.5% saflıq, goodfellow) quraşdırılmışdır. Sistem argonla təmizləndi və 10-3 MBAR bazası təzyiqinə təxliyə edildi. Sonra nikel folqa yerləşdirildi. AR / H2-də (5 dəqiqə ərzində folqa 500 ° C-də 500 mB2 (hər biri 100 ° C) 500 mbarın (4000 sm3) olan 500 ° C) temperaturu soyuduldu. başqa yerdə.
Nümunənin səth morfologiyası Zeiss Merlin mikroskopundan istifadə edərək SEM ilə vizual olaraq görüntüləndi (1 kV, 50 PA). Nümunə səthi pürüzlülük və ngf qalınlığı AFM (Ölçü Icon SPM, Bruker) istifadə edərək ölçüldü. TEM və SAED ölçmələri yüksək parlaqlıq sahəsində emissiya silahı (300 kV), fei wien tipli monoxromator və son nəticələrini əldə etmək üçün bir CEO lens sferik aberation düzəldir. Məkan qərarı 0.09 nm. NGF nümunələri düz TEM görüntüləmə və SAED quruluşu təhlili üçün karbon lüleyi örtülmüş mis ızgaralara köçürüldü. Beləliklə, nümunə floksun əksəriyyəti dəstəkləyən membranın məsamələrində dayandırılır. Transferli NGF nümunələri XRD tərəfindən təhlil edildi. X-ray diffraksiya nümunələri, bir şüa ləkə diametri ilə bir şüa ləkə mənbəyindən istifadə edərək bir toz diffraktometri (Brucker, D2 faza shifter) istifadə edərək əldə edildi.
Bir neçə Raman nöqtəsi ölçmələri bir inteqrasiya edilmiş bir inteqrasiya mikroskopundan (Alpha 300 ra, WITEC) istifadə edərək qeyd edildi. Termal induksiyalı təsirlərin qarşısını almaq üçün aşağı həyəcan gücü olan 532 Nm lazer (25%) istifadə edilmişdir. X-ray Photoelectron Spectroskopiyası (XPS) bir nümunə sahəsi 300 × 700 mkm 2-nin bir nümunə sahəsi olan 300 × 700 mkm2-də 300 × 700 mkm 2-də bir nümunə sahəsi (HELS 1486.6 EV), 160 EV və 20 EV-nin ötürmə enerjisinin gücündə 300 × 700 mkm2. Sio2-ə köçürülən NGF nümunələri, pls6mw (1.06 mkm) pls6mw (1.06 mkm) istifadə edərək 30 W. Mis tel kontaktları (50 mkm qalın) istifadə edərək bir optik mikroskop altında gümüş pastanı istifadə edərək uydurulmuşdur. Elektrik nəqliyyatı və salon effekti bu nümunələrdə bu nümunələrdə 300 k və ± 9 tesla bir fiziki xüsusiyyətlərin ölçmə sistemində (PPMS Evercool-II, Quantum Dizayn, ABŞ) bir maqnit sahə dəyişikliyi edildi. Transloved UV-Vis Spectra, 350-800 NM NGF aralığında, kvars substratları və kvars arayış nümunələrinə köçürülmüş 350-800 NM NGF diapazonunda bir Lambda 950 UV-Vis spektrofotometrindən istifadə edərək qeyd edildi.
Kimyəvi müqavimət sensoru (müdaxilə edilmiş elektrod çipi) xüsusi bir çap dövrə lövhəsinə 73 nömrəli və müqavimət keçici şəkildə çıxarıldı. Cihazın yerləşdiyi çap edilmiş dövrə lövhəsi əlaqə terminallarına qoşuldu və qaz hiss etmə kamerasına yerləşdirilmiş 74. Müqavimət ölçmələri, qaz məruz qalmasına qədər davamlı bir tarama ilə 1 v bir gərginlikdə alındı və yenidən təmizlənin. Palatada, əvvəlcə Palatada, o cümlədən nəm də daxil olmaqla, digər analitlərin çıxarılmasını təmin etmək üçün 1 saat ərzində 200 sm3-də azotla təmizlənmişdir. Fərdi analitiklər, o zaman n2 silindrini bağlayaraq 200 sm3-dən eyni axın sürətində yavaş-yavaş yayıldı.
Bu maddənin yenidən işlənmiş bir versiyası dərc edilmişdir və məqalənin yuxarı hissəsindəki link vasitəsilə daxil olmaq mümkündür.
İnaqaki, M. və Kang, F. Karbon materialları Elm və Mühəndislik: əsasları. İkinci nəşr redaktə edildi. 2014. 542.
Pearson, Ho Əl kitabçası, Qrafit, Almaz və Fullerenes: Xüsusiyyətlər, emal və tətbiqlər. İlk nəşr redaktə edilmişdir. 1994, Nyu-Cersi.
TSAI, W. et al. Şəffaf incə keçirici elektrodlar kimi böyük sahə çoxilayer qrafik / qrafit filmləri. Tətbiq. Fizika. Wright. 95 (12), 123115 (2009).
Balandin AA Qrafen və nanostruktural karbon materiallarının istilik xüsusiyyətləri. Nat. Mat. 10 (8), 569-581 (2011).
CHENG KY, Brown PW və Cahill DG, aşağı temperaturlu kimyəvi buxarlanma ilə NI (111) üzərində böyüdülmüş qrafit filmlərinin istilik keçiriciliyi. Adverb. Mat. İnterfeys 3, 16 (2016).
Hesjedal, T. Kimyəvi buxar çöküntüsü ilə qrafen filmlərinin davamlı böyüməsi. Tətbiq. Fizika. Wright. 98 (13), 133106 (2011).
Time vaxt: avqust-23-2024