Ni ಮೇಲೆ ಅರೆಪಾರದರ್ಶಕ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ಬೆಳೆಸುವುದು ಮತ್ತು ಅದರ ದ್ವಿಮುಖ ಪಾಲಿಮರ್-ಮುಕ್ತ ವರ್ಗಾವಣೆ

Nature.com ಗೆ ಭೇಟಿ ನೀಡಿದ್ದಕ್ಕಾಗಿ ಧನ್ಯವಾದಗಳು. ನೀವು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಬ್ರೌಸರ್‌ನ ಆವೃತ್ತಿಯು ಸೀಮಿತ CSS ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಉತ್ತಮ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಗಾಗಿ, ನಿಮ್ಮ ಬ್ರೌಸರ್‌ನ ಹೊಸ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲು ನಾವು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡುತ್ತೇವೆ (ಅಥವಾ ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ಎಕ್ಸ್‌ಪ್ಲೋರರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿ). ಈ ಮಧ್ಯೆ, ನಿರಂತರ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ನಾವು ಸ್ಟೈಲಿಂಗ್ ಅಥವಾ ಜಾವಾಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್ ಇಲ್ಲದೆ ಸೈಟ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತಿದ್ದೇವೆ.
ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು (NGF ಗಳು) ವೇಗವರ್ಧಕ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದಾದ ದೃಢವಾದ ನ್ಯಾನೊಮೆಟೀರಿಯಲ್‌ಗಳಾಗಿವೆ, ಆದರೆ ಅವುಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಸುಲಭತೆ ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವು ಅವುಗಳ ಬಳಕೆಯ ಮೇಲೆ ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು ಉಳಿದಿವೆ. ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ NGF ನ ಬೆಳವಣಿಗೆ (ವಿಸ್ತೀರ್ಣ 55 cm2, ದಪ್ಪ ಸುಮಾರು 100 nm) ಮತ್ತು ಅದರ ಪಾಲಿಮರ್-ಮುಕ್ತ ವರ್ಗಾವಣೆ (ಮುಂಭಾಗ ಮತ್ತು ಹಿಂಭಾಗ, 6 cm2 ವರೆಗಿನ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ) ವನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ನಾವು ವರದಿ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ. ವೇಗವರ್ಧಕ ಫಾಯಿಲ್‌ನ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದಿಂದಾಗಿ, ಎರಡು ಕಾರ್ಬನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ಅವುಗಳ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ (ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನದಂತಹವು) ಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ. ಒರಟಾದ ಹಿಂಭಾಗವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ NGF ಗಳು NO2 ಪತ್ತೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿವೆ ಎಂದು ನಾವು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತೇವೆ, ಆದರೆ ಮುಂಭಾಗದಲ್ಲಿ (2000 S/cm, ಹಾಳೆಯ ಪ್ರತಿರೋಧ - 50 ohms/m2) ಸುಗಮ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ವಾಹಕ NGF ಗಳು ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾದ ವಾಹಕಗಳಾಗಿರಬಹುದು. ಸೌರ ಕೋಶದ ಚಾನಲ್ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ (ಇದು ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿನ 62% ಅನ್ನು ರವಾನಿಸುವುದರಿಂದ). ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, ವಿವರಿಸಿದ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ಸಾಗಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರಾನ್-ದಪ್ಪ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲದ ತಾಂತ್ರಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಪರ್ಯಾಯ ಇಂಗಾಲದ ವಸ್ತುವಾಗಿ NGF ಅನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಬಹುದು.
ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಕೈಗಾರಿಕಾ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಮತಲದೊಳಗಿನ ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಕಠಿಣ ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪರಿಸರಗಳಲ್ಲಿ ಬಹಳ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ1,2. ಫ್ಲೇಕ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಆರಂಭಿಕ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ3. ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳಾಗಿ ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದಾಗ, ಇದನ್ನು ಸ್ಮಾರ್ಟ್‌ಫೋನ್‌ಗಳಂತಹ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಶಾಖ ಸಿಂಕ್‌ಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು4,5,6,7, ಸಂವೇದಕಗಳಲ್ಲಿ ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಾಗಿ8,9,10 ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ರಕ್ಷಣೆಗಾಗಿ11. 12 ಮತ್ತು ತೀವ್ರ ನೇರಳಾತೀತದಲ್ಲಿ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿಗಾಗಿ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು13,14, ಸೌರ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ನಡೆಸುವುದು15,16. ಈ ಎಲ್ಲಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ, ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ <100 nm ನಲ್ಲಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುವ ದಪ್ಪವಿರುವ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ (NGFs) ದೊಡ್ಡ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಾಗಿಸಬಹುದು.
ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಪದರಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಎಂಬೆಡಿಂಗ್ ಮತ್ತು ವಿಸ್ತರಣೆ ನಂತರ ಎಕ್ಸ್‌ಫೋಲಿಯೇಶನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು 10,11,17. ಪದರಗಳನ್ನು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ದಪ್ಪದ ಪದರಗಳಾಗಿ ಮತ್ತಷ್ಟು ಸಂಸ್ಕರಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ದಟ್ಟವಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಹಾಳೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಇದು ಹಲವಾರು ದಿನಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದು ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಗ್ರಾಫಿಟಬಲ್ ಘನ ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭಿಸುವುದು. ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ, ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳ ಹಾಳೆಗಳನ್ನು ಕಾರ್ಬೊನೈಸ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ (1000–1500 °C ನಲ್ಲಿ) ಮತ್ತು ನಂತರ ಉತ್ತಮವಾಗಿ-ರಚನಾತ್ಮಕ ಲೇಯರ್ಡ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು (2800–3200 °C ನಲ್ಲಿ) ಗ್ರಾಫಿಟೈಸ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪದರಗಳ ಗುಣಮಟ್ಟ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೂ, ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ 1,18,19 ಮತ್ತು ಕನಿಷ್ಠ ದಪ್ಪವು ಕೆಲವು ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ 1,18,19,20.
ವೇಗವರ್ಧಕ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (CVD) ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಅತಿ ತೆಳುವಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು (<10 nm) ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರಸಿದ್ಧ ವಿಧಾನವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ರಚನಾತ್ಮಕ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಸಮಂಜಸವಾದ ವೆಚ್ಚದೊಂದಿಗೆ 21,22,23,24,25,26,27 ಆಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಅತಿ ತೆಳುವಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ 28, ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರದೇಶದ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ CVD ಬಳಸಿಕೊಂಡು NGF ನ ಅನ್ವಯವು ಇನ್ನೂ ಕಡಿಮೆ ಪರಿಶೋಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ 11,13,29,30,31,32,33.
CVD-ಬೆಳೆದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ34. ಈ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ವರ್ಗಾವಣೆಗಳು ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ35: (1) ನಾನ್-ಎಚ್ ವರ್ಗಾವಣೆ36,37 ಮತ್ತು (2) ಎಚ್-ಆಧಾರಿತ ಆರ್ದ್ರ ರಾಸಾಯನಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆ (ತಲಾಧಾರ ಬೆಂಬಲಿತ)14,34,38. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಿಧಾನವು ಕೆಲವು ಅನುಕೂಲಗಳು ಮತ್ತು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಬೇರೆಡೆ ವಿವರಿಸಿದಂತೆ ಉದ್ದೇಶಿತ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬೇಕು35,39. ವೇಗವರ್ಧಕ ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ಬೆಳೆದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್/ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳಿಗೆ, ಆರ್ದ್ರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ವರ್ಗಾವಣೆ (ಇದರಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಮೀಥೈಲ್ ಮೆಥಾಕ್ರಿಲೇಟ್ (PMMA) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಬೆಂಬಲ ಪದರವಾಗಿದೆ) ಮೊದಲ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ13,30,34,38,40,41,42. ನೀವು ಮತ್ತು ಇತರರು. NGF ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಯಾವುದೇ ಪಾಲಿಮರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿಲ್ಲ ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗಿದೆ (ಮಾದರಿ ಗಾತ್ರ ಸುಮಾರು 4 cm2)25,43, ಆದರೆ ಮಾದರಿ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಣೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಯಾವುದೇ ವಿವರಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ; ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಆರ್ದ್ರ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಹಲವಾರು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ತ್ಯಾಗ ಪಾಲಿಮರ್ ಪದರದ ಅನ್ವಯ ಮತ್ತು ನಂತರದ ತೆಗೆದುಹಾಕುವಿಕೆ 30,38,40,41,42 ಸೇರಿವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪಾಲಿಮರ್ ಅವಶೇಷಗಳು ಬೆಳೆದ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು 38. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯು ಉಳಿದ ಪಾಲಿಮರ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು, ಆದರೆ ಈ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಹಂತಗಳು ಫಿಲ್ಮ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಸಮಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ 38,40. CVD ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಪದರವನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಕ ಹಾಳೆಯ ಮುಂಭಾಗದಲ್ಲಿ (ಉಗಿ ಹರಿವನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತಿರುವ ಬದಿ) ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಅದರ ಹಿಂಭಾಗದಲ್ಲಿಯೂ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎರಡನೆಯದನ್ನು ತ್ಯಾಜ್ಯ ಉತ್ಪನ್ನವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೃದುವಾದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದಿಂದ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು 38,41. ಈ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡುವುದು ಇಳುವರಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅದು ಮುಖದ ಕಾರ್ಬನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಗುಣಮಟ್ಟದ್ದಾಗಿದ್ದರೂ ಸಹ.
ಇಲ್ಲಿ, CVD ಯಿಂದ ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಚನಾತ್ಮಕ ಗುಣಮಟ್ಟದೊಂದಿಗೆ NGF ನ ವೇಫರ್-ಸ್ಕೇಲ್ ಬೈಫೇಶಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ನಾವು ವರದಿ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ. ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಮುಂಭಾಗ ಮತ್ತು ಹಿಂಭಾಗದ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಒರಟುತನವು NGF ನ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ರಚನೆಯ ಮೇಲೆ ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಣಯಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಿಂದ ಬಹುಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ NGF ನ ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಪಾಲಿಮರ್-ಮುಕ್ತ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಸಹ ನಾವು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತೇವೆ ಮತ್ತು ಮುಂಭಾಗ ಮತ್ತು ಹಿಂಭಾಗದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತೇವೆ.
ಮುಂದಿನ ವಿಭಾಗಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ವಿಭಿನ್ನ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಪದರದ ದಪ್ಪಗಳನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತವೆ: (i) ಏಕ ಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ (SLG, 1 ಪದರ), (ii) ಕೆಲವು ಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ (FLG, < 10 ಪದರಗಳು), (iii) ಬಹುಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ (MLG, 10-30 ಪದರಗಳು) ಮತ್ತು (iv) NGF (~300 ಪದರಗಳು). ಎರಡನೆಯದು ಪ್ರದೇಶದ ಶೇಕಡಾವಾರು (100 µm2 ಗೆ ಸರಿಸುಮಾರು 97% ವಿಸ್ತೀರ್ಣ) 30 ಎಂದು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾದ ಸಾಮಾನ್ಯ ದಪ್ಪವಾಗಿದೆ. ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಇಡೀ ಚಿತ್ರವನ್ನು ಸರಳವಾಗಿ NGF ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಬಳಸಲಾಗುವ ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ಗಳು ಅವುಗಳ ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ನಂತರದ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನ ವಿನ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. NGF30 ನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು ನಾವು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಒಂದು ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಅನೆಲಿಂಗ್ ಸಮಯ ಮತ್ತು ಚೇಂಬರ್ ಒತ್ತಡದಂತಹ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಏಕರೂಪದ ದಪ್ಪದ NGF ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುವಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಾವು ತೋರಿಸುತ್ತೇವೆ. ಇಲ್ಲಿ, ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಹೊಳಪು ಮಾಡಿದ ಮುಂಭಾಗ (FS) ಮತ್ತು ಪಾಲಿಶ್ ಮಾಡದ ಹಿಂಭಾಗ (BS) ಮೇಲ್ಮೈಗಳಲ್ಲಿ NGF ನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ನಾವು ಮತ್ತಷ್ಟು ತನಿಖೆ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ (ಚಿತ್ರ 1a). ಮೂರು ರೀತಿಯ ಮಾದರಿಗಳು FS ಮತ್ತು BS ಅನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಯಿತು, ಇದನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 1 ರಲ್ಲಿ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ದೃಶ್ಯ ಪರಿಶೀಲನೆಯ ನಂತರ, ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್ (NiAG) ನ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ NGF ನ ಏಕರೂಪದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಲೋಹೀಯ ಬೆಳ್ಳಿ ಬೂದು ಬಣ್ಣದಿಂದ ಮ್ಯಾಟ್ ಬೂದು ಬಣ್ಣಕ್ಕೆ ಬೃಹತ್ Ni ತಲಾಧಾರದ ಬಣ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಯಿಂದ ಕಾಣಬಹುದು (ಚಿತ್ರ 1a); ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸಲಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ 1b, c). ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಿದ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 1b ನಲ್ಲಿ ಕೆಂಪು, ನೀಲಿ ಮತ್ತು ಕಿತ್ತಳೆ ಬಾಣಗಳಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾದ FS-NGF ನ ವಿಶಿಷ್ಟ ರಾಮನ್ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಚಿತ್ರ 1c ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ G (1683 cm−1) ಮತ್ತು 2D (2696 cm−1) ನ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ರಾಮನ್ ಶಿಖರಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಫಟಿಕೀಯ NGF ನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ 1c, ಕೋಷ್ಟಕ SI1). ಚಿತ್ರದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ, ತೀವ್ರತೆಯ ಅನುಪಾತ (I2D/IG) ~0.3 ಹೊಂದಿರುವ ರಾಮನ್ ವರ್ಣಪಟಲದ ಪ್ರಾಬಲ್ಯವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು, ಆದರೆ I2D/IG = 0.8 ಹೊಂದಿರುವ ರಾಮನ್ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ವಿರಳವಾಗಿ ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು. ಇಡೀ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ದೋಷಯುಕ್ತ ಶಿಖರಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯು (D = 1350 cm-1) NGF ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. BS-NGF ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಇದೇ ರೀತಿಯ ರಾಮನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ (ಚಿತ್ರ SI1 a ಮತ್ತು b, ಕೋಷ್ಟಕ SI1).
NiAG FS- ಮತ್ತು BS-NGF ಹೋಲಿಕೆ: (a) ವೇಫರ್ ಸ್ಕೇಲ್‌ನಲ್ಲಿ (55 cm2) NGF ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ವಿಶಿಷ್ಟ NGF (NiAG) ಮಾದರಿಯ ಛಾಯಾಚಿತ್ರ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ BS- ಮತ್ತು FS-Ni ಫಾಯಿಲ್ ಮಾದರಿಗಳು, (b) ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್‌ನಿಂದ ಪಡೆದ FS-NGF ಚಿತ್ರಗಳು/ Ni, (c) ಪ್ಯಾನಲ್ b ನಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಸ್ಥಾನಗಳಲ್ಲಿ ದಾಖಲಿಸಲಾದ ವಿಶಿಷ್ಟ ರಾಮನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಾ, (d, f) FS-NGF/Ni ನಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ವರ್ಧನೆಗಳಲ್ಲಿ SEM ಚಿತ್ರಗಳು, (e, g) ವಿಭಿನ್ನ ವರ್ಧನೆಗಳಲ್ಲಿ SEM ಚಿತ್ರಗಳು BS -NGF/Ni ಅನ್ನು ಹೊಂದಿಸುತ್ತದೆ. ನೀಲಿ ಬಾಣವು FLG ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಕಿತ್ತಳೆ ಬಾಣವು MLG ಪ್ರದೇಶವನ್ನು (FLG ಪ್ರದೇಶದ ಬಳಿ) ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಕೆಂಪು ಬಾಣವು NGF ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೆಜೆಂಟಾ ಬಾಣವು ಮಡಿಕೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಆರಂಭಿಕ ತಲಾಧಾರದ ದಪ್ಪ, ಸ್ಫಟಿಕದ ಗಾತ್ರ, ದೃಷ್ಟಿಕೋನ ಮತ್ತು ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದರಿಂದ, ದೊಡ್ಡ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ NGF ದಪ್ಪದ ಸಮಂಜಸ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಒಂದು ಸವಾಲಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ20,34,44. ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ನಾವು ಹಿಂದೆ ಪ್ರಕಟಿಸಿದ ವಿಷಯವನ್ನು ಬಳಸಿದೆ30. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು 100 µm230 ಗೆ 0.1 ರಿಂದ 3% ರಷ್ಟು ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗಿನ ವಿಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ, ನಾವು ಎರಡೂ ರೀತಿಯ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸುತ್ತೇವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ವರ್ಧನೆಯ SEM ಚಿತ್ರಗಳು ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ 1f,g), ಇದು FLG ಮತ್ತು MLG ಪ್ರದೇಶಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ30,45. ಇದನ್ನು ರಾಮನ್ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ (ಚಿತ್ರ 1c) ಮತ್ತು TEM ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಂದ (“FS-NGF: ರಚನೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು” ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ನಂತರ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ) ದೃಢಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. FS- ಮತ್ತು BS-NGF/Ni ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ (Ni ನಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದ ಮುಂಭಾಗ ಮತ್ತು ಹಿಂಭಾಗದ NGF) ಗಮನಿಸಿದ FLG ಮತ್ತು MLG ಪ್ರದೇಶಗಳು ಪೂರ್ವ-ಅನಿಯಲಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ದೊಡ್ಡ Ni(111) ಧಾನ್ಯಗಳ ಮೇಲೆ ಬೆಳೆದಿರಬಹುದು22,30,45. ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಮಡಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ (ಚಿತ್ರ 1b, ನೇರಳೆ ಬಾಣಗಳಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ). ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮತ್ತು ನಿಕಲ್ ತಲಾಧಾರದ ನಡುವಿನ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಯ ಗುಣಾಂಕದಲ್ಲಿನ ದೊಡ್ಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ ಈ ಮಡಿಕೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ CVD-ಬೆಳೆದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ30,38.
FS-NGF ಮಾದರಿಯು BS-NGF ಮಾದರಿಗಿಂತ ಚಪ್ಪಟೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು AFM ಚಿತ್ರ ದೃಢಪಡಿಸಿದೆ (ಚಿತ್ರ SI1) (ಚಿತ್ರ SI2). FS-NGF/Ni (ಚಿತ್ರ SI2c) ಮತ್ತು BS-NGF/Ni (ಚಿತ್ರ SI2d) ನ ಮೂಲ ಸರಾಸರಿ ಚೌಕ (RMS) ಒರಟುತನದ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 82 ಮತ್ತು 200 nm (20 × 20 μm2 ವಿಸ್ತೀರ್ಣದಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ). ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ನಿಕಲ್ (NiAR) ಹಾಳೆಯ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒರಟುತನವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು (ಚಿತ್ರ SI3). FS ಮತ್ತು BS-NiAR ನ SEM ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರಗಳು SI3a-d ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ವಿಭಿನ್ನ ಮೇಲ್ಮೈ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ: ನಯಗೊಳಿಸಿದ FS-Ni ಹಾಳೆಯು ನ್ಯಾನೊ- ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರಾನ್-ಗಾತ್ರದ ಗೋಳಾಕಾರದ ಕಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಪಾಲಿಶ್ ಮಾಡದ BS-Ni ಹಾಳೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಕುಸಿತದೊಂದಿಗೆ ಕಣಗಳಾಗಿ ಉತ್ಪಾದನಾ ಏಣಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಅನೆಲ್ಡ್ ನಿಕಲ್ ಹಾಳೆಯ (NiA) ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ SI3e-h ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಅಂಕಿ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ, ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಮೈಕ್ರಾನ್ ಗಾತ್ರದ ನಿಕಲ್ ಕಣಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಾವು ಗಮನಿಸಬಹುದು (ಚಿತ್ರ SI3e–h). ಹಿಂದೆ ವರದಿ ಮಾಡಿದಂತೆ ದೊಡ್ಡ ಧಾನ್ಯಗಳು Ni(111) ಮೇಲ್ಮೈ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು30,46. FS-NiA ಮತ್ತು BS-NiA ನಡುವೆ ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿವೆ. BS-NGF/Ni ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒರಟುತನವು BS-NiAR ನ ಪಾಲಿಶ್ ಮಾಡದ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದಾಗಿ, ಅದರ ಮೇಲ್ಮೈ ಅನೀಲಿಂಗ್ ನಂತರವೂ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಒರಟಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ SI3). ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೊದಲು ಈ ರೀತಿಯ ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಒರಟುತನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮೂಲ ತಲಾಧಾರವು ಕೆಲವು ಧಾನ್ಯ ಮರುಸಂಘಟನೆಗೆ ಒಳಗಾಯಿತು ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು, ಇದು ಅನೀಲ್ಡ್ ಫಾಯಿಲ್ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಧಾನ್ಯದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು2.
ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನ, ಅನೆಲಿಂಗ್ ಸಮಯ (ಧಾನ್ಯದ ಗಾತ್ರ) 30,47 ಮತ್ತು ಬಿಡುಗಡೆ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ಶ್ರುತಿಗೊಳಿಸುವುದರಿಂದ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ NGF ದಪ್ಪದ ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು µm2 ಮತ್ತು/ಅಥವಾ nm2 ಮಾಪಕಕ್ಕೆ (ಅಂದರೆ, ಕೆಲವು ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್‌ಗಳ ದಪ್ಪ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು) ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು, ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಬರುವ ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಪಾಲಿಶಿಂಗ್‌ನಂತಹ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು48. ನಂತರ ಪೂರ್ವ-ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ (<900 °C) 46 ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ Ni(111) ಧಾನ್ಯಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಸಮಯ (<5 ನಿಮಿಷ) ಅನೆಲ್ ಮಾಡಬಹುದು (ಇದು FLG ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಿದೆ).
SLG ಮತ್ತು FLG ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಆರ್ದ್ರ ರಾಸಾಯನಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಬೆಂಬಲ ಪದರಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ22,34,38. ಪಾಲಿಮರ್-ಬೆಂಬಲಿತ ಏಕ-ಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಆರ್ದ್ರ ರಾಸಾಯನಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ38, ಚಿತ್ರ 2a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಬೆಳೆದ NGF ನ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳನ್ನು ಪಾಲಿಮರ್ ಬೆಂಬಲವಿಲ್ಲದೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು ಎಂದು ನಾವು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದೇವೆ (ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿವರಗಳಿಗಾಗಿ ಚಿತ್ರ SI4a ನೋಡಿ). ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ NGF ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಆಧಾರವಾಗಿರುವ Ni30.49 ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಆರ್ದ್ರ ಎಚ್ಚಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಬೆಳೆದ NGF/Ni/NGF ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ರಾತ್ರಿಯಿಡೀ 600 mL ಡಿಯೋನೈಸ್ಡ್ (DI) ನೀರಿನಿಂದ ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಿದ 70% HNO3 ನ 15 mL ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಯಿತು. Ni ಫಾಯಿಲ್ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಕರಗಿದ ನಂತರ, FS-NGF ಸಮತಟ್ಟಾಗಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದ್ರವದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ತೇಲುತ್ತದೆ, NGF/Ni/NGF ಮಾದರಿಯಂತೆ, BS-NGF ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿರುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 2a,b). ನಂತರ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ NGF ಅನ್ನು ತಾಜಾ ಅಯಾನೀಕರಿಸಿದ ನೀರನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಒಂದು ಬೀಕರ್‌ನಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ಬೀಕರ್‌ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ NGF ಅನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ತೊಳೆದು, ಕಾನ್ಕೇವ್ ಗಾಜಿನ ತಟ್ಟೆಯ ಮೂಲಕ ನಾಲ್ಕರಿಂದ ಆರು ಬಾರಿ ಪುನರಾವರ್ತಿಸಲಾಯಿತು. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, FS-NGF ಮತ್ತು BS-NGF ಅನ್ನು ಅಪೇಕ್ಷಿತ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ 2c).
ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್ ಮೇಲೆ ಬೆಳೆದ NGF ಗಾಗಿ ಪಾಲಿಮರ್-ಮುಕ್ತ ಆರ್ದ್ರ ರಾಸಾಯನಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ: (a) ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಹರಿವಿನ ರೇಖಾಚಿತ್ರ (ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿವರಗಳಿಗಾಗಿ ಚಿತ್ರ SI4 ನೋಡಿ), (b) Ni ಎಚ್ಚಣೆಯ ನಂತರ ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದ NGF ನ ಡಿಜಿಟಲ್ ಛಾಯಾಚಿತ್ರ (2 ಮಾದರಿಗಳು), (c) ಉದಾಹರಣೆ FS – ಮತ್ತು SiO2/Si ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ BS-NGF ವರ್ಗಾವಣೆ, (d) ಅಪಾರದರ್ಶಕ ಪಾಲಿಮರ್ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ FS-NGF ವರ್ಗಾವಣೆ, (e) ಪ್ಯಾನಲ್ d ಯಂತೆಯೇ ಅದೇ ಮಾದರಿಯಿಂದ BS-NGF (ಎರಡು ಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ), ಚಿನ್ನದ ಲೇಪಿತ C ಕಾಗದ ಮತ್ತು Nafion ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗಿದೆ (ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಪಾರದರ್ಶಕ ತಲಾಧಾರ, ಕೆಂಪು ಮೂಲೆಗಳಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾದ ಅಂಚುಗಳು).
ಆರ್ದ್ರ ರಾಸಾಯನಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನಿರ್ವಹಿಸಲಾದ SLG ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಒಟ್ಟು 20–24 ಗಂಟೆಗಳ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಸಮಯ 38 ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಇಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾದ ಪಾಲಿಮರ್-ಮುಕ್ತ ವರ್ಗಾವಣೆ ತಂತ್ರದೊಂದಿಗೆ (ಚಿತ್ರ SI4a), ಒಟ್ಟಾರೆ NGF ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ (ಸರಿಸುಮಾರು 15 ಗಂಟೆಗಳು). ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಇವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: (ಹಂತ 1) ಎಚ್ಚಣೆ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ತಯಾರಿಸಿ ಮತ್ತು ಅದರಲ್ಲಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಇರಿಸಿ (~10 ನಿಮಿಷಗಳು), ನಂತರ Ni ಎಚ್ಚಣೆಗಾಗಿ ರಾತ್ರಿಯಿಡೀ ಕಾಯಿರಿ (~7200 ನಿಮಿಷಗಳು), (ಹಂತ 2) ಅಯಾನೀಕರಿಸಿದ ನೀರಿನಿಂದ ತೊಳೆಯಿರಿ (ಹಂತ - 3). ಅಯಾನೀಕರಿಸಿದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿ ಅಥವಾ ಗುರಿ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಿ (20 ನಿಮಿಷ). NGF ಮತ್ತು ಬೃಹತ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ನಡುವೆ ಸಿಕ್ಕಿಬಿದ್ದ ನೀರನ್ನು ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ (ಬ್ಲಾಟಿಂಗ್ ಪೇಪರ್ ಬಳಸಿ) 38, ನಂತರ ಉಳಿದ ನೀರಿನ ಹನಿಗಳನ್ನು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಒಣಗಿಸುವಿಕೆಯಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ (ಸರಿಸುಮಾರು 30 ನಿಮಿಷ), ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು 10 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ನಿರ್ವಾತ ಒಲೆಯಲ್ಲಿ (10–1 mbar) 50–90 °C (60 ನಿಮಿಷ) ನಲ್ಲಿ ಒಣಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ 38.
ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಸಾಕಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ (≥ 200 °C) 50,51,52 ನೀರು ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ. ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಡಿಯೋನೈಸ್ಡ್ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ದಿನಗಳಿಂದ ಒಂದು ವರ್ಷದವರೆಗೆ ಮುಚ್ಚಿದ ಬಾಟಲಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ನಂತರ ನಾವು ರಾಮನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ, SEM ಮತ್ತು XRD ಬಳಸಿ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ್ದೇವೆ (ಚಿತ್ರ SI4). ಯಾವುದೇ ಗಮನಾರ್ಹ ಅವನತಿ ಇಲ್ಲ. ಡಿಯೋನೈಸ್ಡ್ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ನಿಂತಿರುವ FS-NGF ಮತ್ತು BS-NGF ಅನ್ನು ಚಿತ್ರ 2c ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 2c ಯ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ನಾವು ಅವುಗಳನ್ನು SiO2 (300 nm)/Si ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿ ಸೆರೆಹಿಡಿದಿದ್ದೇವೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಚಿತ್ರ 2d,e ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ನಿರಂತರ NGF ಅನ್ನು ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳು (ನೆಕ್ಸೋಲ್ವ್ ಮತ್ತು ನಾಫಿಯಾನ್‌ನಿಂದ ಥರ್ಮಬ್ರೈಟ್ ಪಾಲಿಮೈಡ್) ಮತ್ತು ಚಿನ್ನದ ಲೇಪಿತ ಕಾರ್ಬನ್ ಪೇಪರ್‌ನಂತಹ ವಿವಿಧ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು. ತೇಲುವ FS-NGF ಅನ್ನು ಗುರಿ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಇರಿಸಲಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ 2c, d). ಆದಾಗ್ಯೂ, 3 cm2 ಗಿಂತ ದೊಡ್ಡದಾದ BS-NGF ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮುಳುಗಿಸಿದಾಗ ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿತ್ತು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಅವು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಉರುಳಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದಾಗ, ಅಜಾಗರೂಕ ನಿರ್ವಹಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಅವು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಎರಡು ಅಥವಾ ಮೂರು ಭಾಗಗಳಾಗಿ ಒಡೆಯುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ 2e). ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, ನಾವು ಕ್ರಮವಾಗಿ 6 ​​ಮತ್ತು 3 ಸೆಂ.ಮೀ. 2 ವರೆಗಿನ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ PS- ಮತ್ತು BS-NGF ನ ಪಾಲಿಮರ್-ಮುಕ್ತ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು (6 ಸೆಂ.ಮೀ. 2 ನಲ್ಲಿ NGF/Ni/NGF ಬೆಳವಣಿಗೆ ಇಲ್ಲದೆ ನಿರಂತರ ತಡೆರಹಿತ ವರ್ಗಾವಣೆ) ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಉಳಿದಿರುವ ಯಾವುದೇ ದೊಡ್ಡ ಅಥವಾ ಸಣ್ಣ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಅಪೇಕ್ಷಿತ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ (~1 mm2, ಚಿತ್ರ SI4b, "FS-NGF: ರಚನೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು (ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ)" ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ತಾಮ್ರ ಗ್ರಿಡ್‌ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ನೋಡಿ) ಅಥವಾ ಭವಿಷ್ಯದ ಬಳಕೆಗಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿ (ಚಿತ್ರ SI4). ಈ ಮಾನದಂಡವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, NGF ಅನ್ನು 98-99% ವರೆಗಿನ ಇಳುವರಿಯಲ್ಲಿ (ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ನಂತರ) ಮರುಪಡೆಯಬಹುದು ಎಂದು ನಾವು ಅಂದಾಜು ಮಾಡುತ್ತೇವೆ.
ಪಾಲಿಮರ್ ಇಲ್ಲದೆ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (OM) ಮತ್ತು SEM ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು (ಚಿತ್ರ SI5 ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 3) ಬಳಸಿಕೊಂಡು FS- ಮತ್ತು BS-NGF/SiO2/Si (ಚಿತ್ರ 2c) ನಲ್ಲಿ ಪಡೆದ ಮೇಲ್ಮೈ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಈ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವಿಲ್ಲದೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ಬಿರುಕುಗಳು, ರಂಧ್ರಗಳು ಅಥವಾ ಬಿಚ್ಚಿದ ಪ್ರದೇಶಗಳಂತಹ ಗೋಚರ ರಚನಾತ್ಮಕ ಹಾನಿ. ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ NGF ಮೇಲಿನ ಮಡಿಕೆಗಳು (ಚಿತ್ರ 3b, d, ನೇರಳೆ ಬಾಣಗಳಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ) ವರ್ಗಾವಣೆಯ ನಂತರ ಹಾಗೆಯೇ ಉಳಿದಿವೆ. FS- ಮತ್ತು BS-NGF ಗಳು ಎರಡೂ FLG ಪ್ರದೇಶಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ (ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ನೀಲಿ ಬಾಣಗಳಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾದ ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ಪ್ರದೇಶಗಳು). ಆಶ್ಚರ್ಯಕರವಾಗಿ, ಅಲ್ಟ್ರಾಥಿನ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಪಾಲಿಮರ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುವ ಕೆಲವು ಹಾನಿಗೊಳಗಾದ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, NGF ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸುವ ಹಲವಾರು ಮೈಕ್ರಾನ್-ಗಾತ್ರದ FLG ಮತ್ತು MLG ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು (ಚಿತ್ರ 3d ನಲ್ಲಿ ನೀಲಿ ಬಾಣಗಳಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ) ಬಿರುಕುಗಳು ಅಥವಾ ವಿರಾಮಗಳಿಲ್ಲದೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ 3d). 3). . ನಂತರ ಚರ್ಚಿಸಿದಂತೆ ("FS-NGF: ರಚನೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು") ಲೇಸ್-ಕಾರ್ಬನ್ ತಾಮ್ರ ಗ್ರಿಡ್‌ಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ NGF ನ TEM ಮತ್ತು SEM ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಮಗ್ರತೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ದೃಢಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಚಿತ್ರ SI6a ಮತ್ತು b (20 × 20 μm2) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ BS-NGF/SiO2/Si ಕ್ರಮವಾಗಿ 140 nm ಮತ್ತು 17 nm ನ rms ಮೌಲ್ಯಗಳೊಂದಿಗೆ FS-NGF/SiO2/Si ಗಿಂತ ಒರಟಾಗಿರುತ್ತದೆ. SiO2/Si ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ (RMS < 2 nm) ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ NGF ನ RMS ಮೌಲ್ಯವು Ni (ಚಿತ್ರ SI2) ನಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದ NGF ಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ (ಸುಮಾರು 3 ಪಟ್ಟು), ಇದು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಒರಟುತನವು Ni ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, FS- ಮತ್ತು BS-NGF/SiO2/Si ಮಾದರಿಗಳ ಅಂಚುಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾದ AFM ಚಿತ್ರಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 100 ಮತ್ತು 80 nm ನ NGF ದಪ್ಪವನ್ನು ತೋರಿಸಿವೆ (ಚಿತ್ರ SI7). BS-NGF ನ ಸಣ್ಣ ದಪ್ಪವು ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಅನಿಲಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳದಿರುವ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿರಬಹುದು.
SiO2/Si ವೇಫರ್‌ನಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಮರ್ ಇಲ್ಲದೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ NGF (NiAG) (ಚಿತ್ರ 2c ನೋಡಿ): (a,b) ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ FS-NGF ನ SEM ಚಿತ್ರಗಳು: ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವರ್ಧನೆ (ಫಲಕದಲ್ಲಿನ ಕಿತ್ತಳೆ ಚೌಕಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ). ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರದೇಶಗಳು) - a). (c,d) ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ BS-NGF ನ SEM ಚಿತ್ರಗಳು: ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವರ್ಧನೆ (ಫಲಕ c ನಲ್ಲಿ ಕಿತ್ತಳೆ ಚೌಕದಿಂದ ತೋರಿಸಲಾದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ). (e, f) ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ FS- ಮತ್ತು BS-NGF ಗಳ AFM ಚಿತ್ರಗಳು. ನೀಲಿ ಬಾಣವು FLG ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ - ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತತೆ, ಸಯಾನ್ ಬಾಣ - ಕಪ್ಪು MLG ವ್ಯತಿರಿಕ್ತತೆ, ಕೆಂಪು ಬಾಣ - ಕಪ್ಪು ವ್ಯತಿರಿಕ್ತತೆ NGF ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಮೆಜೆಂಟಾ ಬಾಣವು ಮಡಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.
ಬೆಳೆದ ಮತ್ತು ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ FS- ಮತ್ತು BS-NGF ಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಫೋಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (XPS) (ಚಿತ್ರ 4) ಮೂಲಕ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬೆಳೆದ FS- ಮತ್ತು BS-NGF ಗಳ (NiAG) Ni ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ (850 eV) ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ವರ್ಣಪಟಲದಲ್ಲಿ (ಚಿತ್ರ 4a, b) ದುರ್ಬಲ ಶಿಖರವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ FS- ಮತ್ತು BS-NGF/SiO2/Si ನ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ವರ್ಣಪಟಲದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಶಿಖರಗಳಿಲ್ಲ (ಚಿತ್ರ 4c; BS-NGF/SiO2/Si ಗೆ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ), ವರ್ಗಾವಣೆಯ ನಂತರ ಯಾವುದೇ ಉಳಿದಿರುವ Ni ಮಾಲಿನ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂಕಿಅಂಶಗಳು 4d-f FS-NGF/SiO2/Si ನ C 1 s, O 1 s ಮತ್ತು Si 2p ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ C 1 s ನ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿ 284.4 eV53.54 ಆಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ 4d54 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಶಿಖರಗಳ ರೇಖೀಯ ಆಕಾರವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಸಮಪಾರ್ಶ್ವವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಕೋರ್-ಮಟ್ಟದ C 1 s ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ (ಚಿತ್ರ 4d) ಶುದ್ಧ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಸಹ ದೃಢಪಡಿಸಿದೆ (ಅಂದರೆ, ಪಾಲಿಮರ್ ಅವಶೇಷಗಳಿಲ್ಲ), ಇದು ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ38. ಹೊಸದಾಗಿ ಬೆಳೆದ ಮಾದರಿಯ (NiAG) ಮತ್ತು ವರ್ಗಾವಣೆಯ ನಂತರದ C 1 s ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಾದ ಲೈನ್‌ಅಗಲಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 0.55 ಮತ್ತು 0.62 eV. ಈ ಮೌಲ್ಯಗಳು SLG ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿವೆ (SiO2 ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿ SLG ಗೆ 0.49 eV)38. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಆಧಾರಿತ ಪೈರೋಲೈಟಿಕ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ (~0.75 eV)53,54,55 ಹಿಂದೆ ವರದಿ ಮಾಡಲಾದ ಲೈನ್‌ಅಗಲಗಳಿಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಇದು ಪ್ರಸ್ತುತ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ದೋಷಯುಕ್ತ ಇಂಗಾಲದ ಸೈಟ್‌ಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. C 1 s ಮತ್ತು O 1 s ನೆಲದ ಮಟ್ಟದ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಾಗಳು ಸಹ ಭುಜಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಪೀಕ್ ಡಿಕನ್ವಲ್ಯೂಷನ್‌ನ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ54. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಕಂಡುಬರುವ 291.1 eV ಸುತ್ತ π → π* ಉಪಗ್ರಹ ಶಿಖರವಿದೆ. Si 2p ಮತ್ತು O 1 s ಕೋರ್ ಲೆವೆಲ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಾದಲ್ಲಿನ 103 eV ಮತ್ತು 532.5 eV ಸಂಕೇತಗಳು (ಚಿತ್ರ 4e, f ನೋಡಿ) ಕ್ರಮವಾಗಿ SiO2 56 ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಿವೆ. XPS ಒಂದು ಮೇಲ್ಮೈ-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ NGF ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ಪತ್ತೆಯಾದ Ni ಮತ್ತು SiO2 ಗೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಸಂಕೇತಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ FLG ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ BS-NGF ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ (ತೋರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ).
NiAG XPS ಫಲಿತಾಂಶಗಳು: (ac) ಬೆಳೆದ FS-NGF/Ni, BS-NGF/Ni ಮತ್ತು ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ FS-NGF/SiO2/Si ಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಧಾತುರೂಪದ ಪರಮಾಣು ಸಂಯೋಜನೆಗಳ ಸಮೀಕ್ಷೆ ವರ್ಣಪಟಲ. (d–f) FS-NGF/SiO2/Si ಮಾದರಿಯ ಕೋರ್ ಮಟ್ಟಗಳು C 1 s, O 1s ಮತ್ತು Si 2p ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ವರ್ಣಪಟಲ.
ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ NGF ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಒಟ್ಟಾರೆ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು X-ಕಿರಣ ವಿವರ್ತನೆ (XRD) ಬಳಸಿ ನಿರ್ಣಯಿಸಲಾಯಿತು. ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ FS- ಮತ್ತು BS-NGF/SiO2/Si ನ ವಿಶಿಷ್ಟ XRD ಮಾದರಿಗಳು (ಚಿತ್ರ SI8) 26.6° ಮತ್ತು 54.7° ನಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನಂತೆಯೇ ವಿವರ್ತನೆ ಶಿಖರಗಳು (0 0 0 2) ಮತ್ತು (0 0 0 4) ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು NGF ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಫಟಿಕದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು d = 0.335 nm ನ ಇಂಟರ್‌ಲೇಯರ್ ಅಂತರಕ್ಕೆ ಅನುರೂಪವಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ವರ್ಗಾವಣೆ ಹಂತದ ನಂತರ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿವರ್ತನೆ ಶಿಖರದ (0 0 0 2) ತೀವ್ರತೆಯು ವಿವರ್ತನೆ ಶಿಖರದ (0 0 0 4) ಸರಿಸುಮಾರು 30 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು, ಇದು NGF ಸ್ಫಟಿಕ ಸಮತಲವು ಮಾದರಿ ಮೇಲ್ಮೈಯೊಂದಿಗೆ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
SEM, ರಾಮನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ, XPS ಮತ್ತು XRD ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಪ್ರಕಾರ, BS-NGF/Ni ನ ಗುಣಮಟ್ಟವು FS-NGF/Ni ನಂತೆಯೇ ಇರುವುದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಆದರೂ ಅದರ rms ಒರಟುತನ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಿತ್ತು (ಚಿತ್ರಗಳು SI2, SI5) ಮತ್ತು SI7).
200 nm ದಪ್ಪದವರೆಗಿನ ಪಾಲಿಮರ್ ಬೆಂಬಲ ಪದರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ SLGಗಳು ನೀರಿನ ಮೇಲೆ ತೇಲಬಹುದು. ಈ ಸೆಟಪ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪಾಲಿಮರ್-ನೆರವಿನ ಆರ್ದ್ರ ರಾಸಾಯನಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ22,38. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ (ಆರ್ದ್ರ ಕೋನ 80–90°) 57. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು FLG ಎರಡರ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಗಳು ಸಾಕಷ್ಟು ಸಮತಟ್ಟಾಗಿವೆ ಎಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ, ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಪಾರ್ಶ್ವ ಚಲನೆಗೆ ಕಡಿಮೆ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿ (~1 kJ/mol)58. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಮೂರು ಪದರಗಳೊಂದಿಗಿನ ನೀರಿನ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಶಕ್ತಿಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸರಿಸುಮಾರು − 13 ಮತ್ತು − 15 kJ/mol,58 ಆಗಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ NGF (ಸುಮಾರು 300 ಪದರಗಳು) ನೊಂದಿಗೆ ನೀರಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಫ್ರೀಸ್ಟ್ಯಾಂಡಿಂಗ್ NGF ನೀರಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಫ್ಲಾಟ್ ಆಗಿ ಉಳಿಯಲು ಇದು ಒಂದು ಕಾರಣವಾಗಿರಬಹುದು, ಆದರೆ ಫ್ರೀಸ್ಟ್ಯಾಂಡಿಂಗ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ (ನೀರಿನಲ್ಲಿ ತೇಲುತ್ತದೆ) ಸುರುಳಿಯಾಗಿ ಒಡೆಯುತ್ತದೆ. NGF ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿದಾಗ (ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಒರಟು ಮತ್ತು ಫ್ಲಾಟ್ NGF ಗೆ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತವೆ), ಅದರ ಅಂಚುಗಳು ಬಾಗುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ SI4). ಸಂಪೂರ್ಣ ಮುಳುಗುವಿಕೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, NGF-ನೀರಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಶಕ್ತಿಯು ಬಹುತೇಕ ದ್ವಿಗುಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ (ತೇಲುವ NGF ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ) ಮತ್ತು NGF ನ ಅಂಚುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಪರ್ಕ ಕೋನವನ್ನು (ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಸಿಟಿ) ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಮಡಚಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಎಂಬೆಡೆಡ್ NGF ಗಳ ಅಂಚುಗಳ ಸುರುಳಿಯನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬಹುದು ಎಂದು ನಾವು ನಂಬುತ್ತೇವೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ತೇವಗೊಳಿಸುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸಲು ಮಿಶ್ರ ದ್ರಾವಕಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಒಂದು ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ59.
ಆರ್ದ್ರ ರಾಸಾಯನಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ SLG ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಈ ಹಿಂದೆ ವರದಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್/ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರಗಳ ನಡುವೆ ದುರ್ಬಲ ವ್ಯಾನ್ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಬಲಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆ ಎಂದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಒಪ್ಪಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ (ಅದು SiO2/Si38,41,46,60, SiC38, Au42, Si ಪಿಲ್ಲರ್‌ಗಳು22 ಮತ್ತು ಲೇಸಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು30, 34 ನಂತಹ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಿನ ತಲಾಧಾರಗಳಾಗಿರಬಹುದು ಅಥವಾ ಪಾಲಿಮೈಡ್ 37 ನಂತಹ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ತಲಾಧಾರಗಳಾಗಿರಬಹುದು). ಇಲ್ಲಿ ನಾವು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮೇಲುಗೈ ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸುತ್ತೇವೆ. ಯಾಂತ್ರಿಕ ನಿರ್ವಹಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ (ನಿರ್ವಾತ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ವಾತಾವರಣದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ) ಇಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾದ ಯಾವುದೇ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ NGF ನ ಯಾವುದೇ ಹಾನಿ ಅಥವಾ ಸಿಪ್ಪೆಸುಲಿಯುವಿಕೆಯನ್ನು ನಾವು ಗಮನಿಸಲಿಲ್ಲ (ಉದಾ, ಚಿತ್ರ 2, SI7 ಮತ್ತು SI9). ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, NGF/SiO2/Si ಮಾದರಿಯ ಕೋರ್ ಮಟ್ಟದ XPS C 1 s ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್‌ನಲ್ಲಿ ನಾವು SiC ಶಿಖರವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಿಲ್ಲ (ಚಿತ್ರ 4). ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು NGF ಮತ್ತು ಗುರಿ ತಲಾಧಾರದ ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ.
ಹಿಂದಿನ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ, "FS- ಮತ್ತು BS-NGF ನ ಪಾಲಿಮರ್-ಮುಕ್ತ ವರ್ಗಾವಣೆ", ನಾವು NGF ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಈ FS-NGF ಗಳು ಮತ್ತು BS-NGF ಗಳು ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನದ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಆಗಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಪ್ರಕಾರಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ನಮ್ಮನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸಿತು.
FS-NGF ನ ಪಾರದರ್ಶಕತೆ ಮತ್ತು ಸುಗಮ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ನಾವು ಅದರ ಸ್ಥಳೀಯ ರಚನೆ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ. ಪಾಲಿಮರ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯಿಲ್ಲದ FS-NGF ನ ರಚನೆ ಮತ್ತು ರಚನೆಯನ್ನು ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (TEM) ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಆಯ್ದ ಏರಿಯಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಷನ್ (SAED) ಮಾದರಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅನುಗುಣವಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 5 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕಡಿಮೆ ವರ್ಧನೆಯ ಸಮತಲ TEM ಇಮೇಜಿಂಗ್ ವಿಭಿನ್ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಾಂಟ್ರಾಸ್ಟ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ NGF ಮತ್ತು FLG ಪ್ರದೇಶಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದೆ, ಅಂದರೆ ಕ್ರಮವಾಗಿ ಗಾಢವಾದ ಮತ್ತು ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ಪ್ರದೇಶಗಳು (ಚಿತ್ರ 5a). ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಚಿತ್ರವು NGF ಮತ್ತು FLG ಯ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರದೇಶಗಳ ನಡುವೆ ಉತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಮಗ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ, ಉತ್ತಮ ಅತಿಕ್ರಮಣ ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ಹಾನಿ ಅಥವಾ ಹರಿದುಹೋಗುವಿಕೆ ಇಲ್ಲ, ಇದನ್ನು SEM (ಚಿತ್ರ 3) ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವರ್ಧನೆಯ TEM ಅಧ್ಯಯನಗಳು (ಚಿತ್ರ 5c-e) ದೃಢಪಡಿಸಿವೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಚಿತ್ರ 5d ನಲ್ಲಿ ಸೇತುವೆಯ ರಚನೆಯನ್ನು ಅದರ ದೊಡ್ಡ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 5d ನಲ್ಲಿ ಕಪ್ಪು ಚುಕ್ಕೆಗಳ ಬಾಣದಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾದ ಸ್ಥಾನ), ಇದು ತ್ರಿಕೋನ ಆಕಾರದಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ಸುಮಾರು 51 ಅಗಲವಿರುವ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. 0.33 ± 0.01 nm ಅಂತರ ಸಮತಲ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಕಿರಿದಾದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಹಲವಾರು ಪದರಗಳಿಗೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 5 d ಯಲ್ಲಿ ಘನ ಕಪ್ಪು ಬಾಣದ ಅಂತ್ಯ).
ಕಾರ್ಬನ್ ಲೇಸಿ ತಾಮ್ರ ಗ್ರಿಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಮರ್-ಮುಕ್ತ NiaG ಮಾದರಿಯ ಸಮತಲ TEM ಚಿತ್ರ: (a, b) NGF ಮತ್ತು FLG ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಕಡಿಮೆ ವರ್ಧನೆಯ TEM ಚಿತ್ರಗಳು, (ce) ಪ್ಯಾನಲ್-a ಮತ್ತು ಪ್ಯಾನಲ್-b ನಲ್ಲಿನ ವಿವಿಧ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ವರ್ಧನೆಯ ಚಿತ್ರಗಳು ಒಂದೇ ಬಣ್ಣದ ಬಾಣಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ಯಾನಲ್‌ಗಳು a ಮತ್ತು c ನಲ್ಲಿರುವ ಹಸಿರು ಬಾಣಗಳು ಕಿರಣದ ಜೋಡಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹಾನಿಯ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ. (f–i) ಪ್ಯಾನಲ್‌ಗಳು a ನಿಂದ c ವರೆಗಿನವುಗಳಲ್ಲಿ, ವಿವಿಧ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿನ SAED ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ನೀಲಿ, ಸಯಾನ್, ಕಿತ್ತಳೆ ಮತ್ತು ಕೆಂಪು ವಲಯಗಳಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 5c ಯಲ್ಲಿನ ರಿಬ್ಬನ್ ರಚನೆಯು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಪ್ಲೇನ್‌ಗಳ ಲಂಬ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ (ಕೆಂಪು ಬಾಣದಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ), ಇದು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪರಿಹಾರ ನೀಡದ ಶಿಯರ್ ಒತ್ತಡದಿಂದಾಗಿ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ನ್ಯಾನೊಫೋಲ್ಡ್‌ಗಳ ರಚನೆಯಿಂದಾಗಿರಬಹುದು (ಚಿತ್ರ 5c ಯಲ್ಲಿ ಇನ್ಸೆಟ್). ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ TEM ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಈ ನ್ಯಾನೊಫೋಲ್ಡ್‌ಗಳು 30 ಉಳಿದ NGF ಪ್ರದೇಶಕ್ಕಿಂತ ವಿಭಿನ್ನವಾದ ಸ್ಫಟಿಕಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ; ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಲ್ಯಾಟಿಸ್‌ನ ತಳದ ಪ್ಲೇನ್‌ಗಳು ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಉಳಿದ ಭಾಗದಂತೆ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ಅಲ್ಲ (ಚಿತ್ರ 5c ಯಲ್ಲಿ ಇನ್ಸೆಟ್). ಅದೇ ರೀತಿ, FLG ಪ್ರದೇಶವು ಸಾಂದರ್ಭಿಕವಾಗಿ ರೇಖೀಯ ಮತ್ತು ಕಿರಿದಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್-ತರಹದ ಮಡಿಕೆಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ (ನೀಲಿ ಬಾಣಗಳಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ), ಇದು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಚಿತ್ರ 5b, 5e ನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಮ ವರ್ಧನೆಯಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 5e ಯಲ್ಲಿನ ಇನ್ಸೆಟ್ FLG ವಲಯದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಮತ್ತು ಮೂರು-ಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸುತ್ತದೆ (ಇಂಟರ್‌ಪ್ಲಾನರ್ ದೂರ 0.33 ± 0.01 nm), ಇದು ನಮ್ಮ ಹಿಂದಿನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಒಪ್ಪಂದದಲ್ಲಿದೆ30. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಲೇಸಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ತಾಮ್ರ ಗ್ರಿಡ್‌ಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ ಪಾಲಿಮರ್-ಮುಕ್ತ NGF ನ ರೆಕಾರ್ಡ್ ಮಾಡಲಾದ SEM ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು (ಮೇಲಿನ-ವೀಕ್ಷಣೆ TEM ಅಳತೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಿದ ನಂತರ) ಚಿತ್ರ SI9 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅಮಾನತುಗೊಂಡ FLG ಪ್ರದೇಶ (ನೀಲಿ ಬಾಣದಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ) ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ SI9f ನಲ್ಲಿ ಮುರಿದ ಪ್ರದೇಶ. ಪಾಲಿಮರ್ ಇಲ್ಲದೆ FLG ಪ್ರದೇಶವು ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವಿರೋಧಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲು ನೀಲಿ ಬಾಣವನ್ನು (ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ NGF ನ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ) ಉದ್ದೇಶಪೂರ್ವಕವಾಗಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, TEM ಮತ್ತು SEM ಅಳತೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕಠಿಣ ನಿರ್ವಹಣೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡ ನಂತರವೂ ಭಾಗಶಃ ಅಮಾನತುಗೊಂಡ NGF (FLG ಪ್ರದೇಶ ಸೇರಿದಂತೆ) ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಮಗ್ರತೆಯನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಈ ಚಿತ್ರಗಳು ದೃಢಪಡಿಸುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ SI9).
NGF ನ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಚಪ್ಪಟೆತನದಿಂದಾಗಿ (ಚಿತ್ರ 5a ನೋಡಿ), SAED ರಚನೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು [0001] ಡೊಮೇನ್ ಅಕ್ಷದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಫ್ಲೇಕ್‌ಗಳನ್ನು ಓರಿಯಂಟ್ ಮಾಡುವುದು ಕಷ್ಟವೇನಲ್ಲ. ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಸ್ಥಳೀಯ ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ಅದರ ಸ್ಥಳವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಷನ್ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಗಾಗಿ ಹಲವಾರು ಆಸಕ್ತಿಯ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು (12 ಅಂಕಗಳು) ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರಗಳು 5a-c ನಲ್ಲಿ, ಈ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ನಾಲ್ಕು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಬಣ್ಣದ ವೃತ್ತಗಳಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ (ನೀಲಿ, ಸಯಾನ್, ಕಿತ್ತಳೆ ಮತ್ತು ಕೆಂಪು ಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ). SAED ಮೋಡ್‌ಗಾಗಿ ಚಿತ್ರಗಳು 2 ಮತ್ತು 3. ಚಿತ್ರಗಳು 5f ಮತ್ತು g ಅನ್ನು ಚಿತ್ರಗಳು 5 ಮತ್ತು 5 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ FLG ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ. ಕ್ರಮವಾಗಿ ಚಿತ್ರಗಳು 5b ಮತ್ತು c ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. ಅವು ತಿರುಚಿದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗೆ ಹೋಲುವ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ63. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಚಿತ್ರ 5f [0001] ವಲಯ ಅಕ್ಷದ ಒಂದೇ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದೊಂದಿಗೆ ಮೂರು ಸೂಪರ್‌ಪೋಸ್ಡ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು (10-10) ಮೂರು ಜೋಡಿ ಪ್ರತಿಫಲನಗಳ ಕೋನೀಯ ಅಸಾಮರಸ್ಯದಿಂದ ಸಾಕ್ಷಿಯಾಗಿದೆ. ಅದೇ ರೀತಿ, ಚಿತ್ರ 5g 20° ಯಿಂದ ತಿರುಗುವ ಎರಡು ಅತಿಕ್ರಮಿಸಿದ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. FLG ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಅಥವಾ ಮೂರು ಗುಂಪುಗಳ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಮಾದರಿಗಳು ಮೂರು ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಸಮತಲದಿಂದ ಹೊರಗೆ ಪರಸ್ಪರ ತಿರುಗುವ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳಿಂದ ಉದ್ಭವಿಸಬಹುದು. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಚಿತ್ರ 5h,i ನಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿವರ್ತನೆ ಮಾದರಿಗಳು (ಚಿತ್ರ 5a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ NGF ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ) ಒಟ್ಟಾರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಂದು ವಿವರ್ತನೆ ತೀವ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಒಂದೇ [0001] ಮಾದರಿಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಸ್ತು ದಪ್ಪಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸೂಚ್ಯಂಕ 64 ರಿಂದ ಊಹಿಸಿದಂತೆ ಈ SAED ಮಾದರಿಗಳು FLG ಗಿಂತ ದಪ್ಪವಾದ ಗ್ರಾಫಿಟಿಕ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಂತರ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ. NGF ನ ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಎರಡು ಅಥವಾ ಮೂರು ಅತಿಕ್ರಮಿಸಿದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ (ಅಥವಾ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್) ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಸಹಬಾಳ್ವೆಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿತು. FLG ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಟ್ಟದ ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಸಮತಲದಿಂದ ಹೊರಗೆ ತಪ್ಪು ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. Ni 64 ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದ NGF ಗಾಗಿ 17°, 22° ಮತ್ತು 25° ಇನ್-ಪ್ಲೇನ್ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಕೋನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕಣಗಳು/ಪದರಗಳು ಈ ಹಿಂದೆ ವರದಿಯಾಗಿವೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಿದ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಕೋನ ಮೌಲ್ಯಗಳು ತಿರುಚಿದ BLG63 ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗಾಗಿ ಹಿಂದೆ ಗಮನಿಸಿದ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಕೋನಗಳಿಗೆ (±1°) ಸ್ಥಿರವಾಗಿವೆ.
NGF/SiO2/Si ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು 10×3 mm2 ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ 300 K ನಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಯಿತು. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಾಹಕ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಚಲನಶೀಲತೆ ಮತ್ತು ವಾಹಕತೆಯ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 1.6 × 1020 cm-3, 220 cm2 V-1 C-1 ಮತ್ತು 2000 S-cm-1. ನಮ್ಮ NGF ನ ಚಲನಶೀಲತೆ ಮತ್ತು ವಾಹಕತೆಯ ಮೌಲ್ಯಗಳು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ಗೆ ಹೋಲುತ್ತವೆ2 ಮತ್ತು ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಹೆಚ್ಚು ಆಧಾರಿತ ಪೈರೋಲಿಟಿಕ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನವು (3000 °C ನಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ)29. ಗಮನಿಸಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಾಹಕ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನ (3200 °C) ಪಾಲಿಮೈಡ್ ಹಾಳೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾದ ಮೈಕ್ರಾನ್-ದಪ್ಪ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳಿಗೆ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ವರದಿ ಮಾಡಲಾದ (7.25 × 10 cm-3) ಗಿಂತ ಎರಡು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿವೆ 20 .
ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ FS-NGF ಮೇಲೆ ನಾವು UV-ಗೋಚರ ಪ್ರಸರಣ ಮಾಪನಗಳನ್ನು ಸಹ ನಿರ್ವಹಿಸಿದ್ದೇವೆ (ಚಿತ್ರ 6). ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಬರುವ ವರ್ಣಪಟಲವು 350–800 nm ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ 62% ನಷ್ಟು ಸ್ಥಿರ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು NGF ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿಗೆ ಅರೆಪಾರದರ್ಶಕವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, "KAUST" ಎಂಬ ಹೆಸರನ್ನು ಚಿತ್ರ 6b ನಲ್ಲಿರುವ ಮಾದರಿಯ ಡಿಜಿಟಲ್ ಛಾಯಾಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಾಣಬಹುದು. NGF ನ ನ್ಯಾನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ರಚನೆಯು SLG ಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿದ್ದರೂ, ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪದರಕ್ಕೆ 2.3% ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟದ ನಿಯಮವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪದರಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ ಅಂದಾಜು ಮಾಡಬಹುದು65. ಈ ಸಂಬಂಧದ ಪ್ರಕಾರ, 38% ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟದೊಂದಿಗೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ 21. ಬೆಳೆದ NGF ಮುಖ್ಯವಾಗಿ 300 ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಅಂದರೆ ಸುಮಾರು 100 nm ದಪ್ಪ (ಚಿತ್ರ 1, SI5 ಮತ್ತು SI7). ಆದ್ದರಿಂದ, ಗಮನಿಸಿದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಾರದರ್ಶಕತೆ FLG ಮತ್ತು MLG ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಅನುರೂಪವಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ಭಾವಿಸುತ್ತೇವೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಚಿತ್ರದಾದ್ಯಂತ ವಿತರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ 1, 3, 5 ಮತ್ತು 6c). ಮೇಲಿನ ರಚನಾತ್ಮಕ ದತ್ತಾಂಶದ ಜೊತೆಗೆ, ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕತೆ ಕೂಡ ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ NGF ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಫಟಿಕದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸುತ್ತದೆ.
(ಎ) ಯುವಿ-ಗೋಚರ ಪ್ರಸರಣ ಮಾಪನ, (ಬಿ) ಪ್ರಾತಿನಿಧಿಕ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ಮೇಲೆ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ NGF ವರ್ಗಾವಣೆ. (ಸಿ) ಮಾದರಿಯಾದ್ಯಂತ ಬೂದು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಆಕಾರಗಳಾಗಿ ಗುರುತಿಸಲಾದ ಸಮಾನವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲಾದ FLG ಮತ್ತು MLG ಪ್ರದೇಶಗಳೊಂದಿಗೆ NGF (ಡಾರ್ಕ್ ಬಾಕ್ಸ್) ನ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ (ಚಿತ್ರ 1 ನೋಡಿ) (100 μm2 ಗೆ ಅಂದಾಜು 0.1–3% ಪ್ರದೇಶ). ರೇಖಾಚಿತ್ರದಲ್ಲಿನ ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಆಕಾರಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಗಾತ್ರಗಳು ವಿವರಣಾತ್ಮಕ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ಮಾತ್ರ ಮತ್ತು ನಿಜವಾದ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ.
CVD ಯಿಂದ ಬೆಳೆದ ಅರೆಪಾರದರ್ಶಕ NGF ಅನ್ನು ಈ ಹಿಂದೆ ಬರಿಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸೌರ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ 15,16. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಬರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆ (PCE) 1.5%. ಈ NGFಗಳು ಸಕ್ರಿಯ ಸಂಯುಕ್ತ ಪದರಗಳು, ಚಾರ್ಜ್ ಸಾರಿಗೆ ಮಾರ್ಗಗಳು ಮತ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಂತಹ ಬಹು ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ 15,16. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಏಕರೂಪವಾಗಿಲ್ಲ. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನ ಶೀಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತಷ್ಟು ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಈ ಎರಡು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಸೌರ ಕೋಶದ PCE ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತವೆ 15,16. ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು 97.7% ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿಗೆ ಪಾರದರ್ಶಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ 200–3000 ಓಮ್‌ಗಳು/ಚದರ ಶೀಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಪದರಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ (ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ಬಹು ವರ್ಗಾವಣೆ) ಮತ್ತು HNO3 (~30 ಓಮ್/ಚದರ)66 ನೊಂದಿಗೆ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಬಹಳ ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪದರಗಳು ಯಾವಾಗಲೂ ಉತ್ತಮ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ನಮ್ಮ ಮುಂಭಾಗದ NGF ವಾಹಕತೆ 2000 S/cm, ಫಿಲ್ಮ್ ಶೀಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ 50 ಓಮ್/ಚದರ ಮತ್ತು 62% ಪಾರದರ್ಶಕತೆಯಂತಹ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಸೌರ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ವಾಹಕ ಚಾನಲ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಕೌಂಟರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಒಂದು ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾದ ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿದೆ15,16.
BS-NGF ನ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವು FS-NGF ನಂತೆಯೇ ಇದ್ದರೂ, ಅದರ ಒರಟುತನವು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ("FS- ಮತ್ತು BS-NGF ನ ಬೆಳವಣಿಗೆ"). ಹಿಂದೆ, ನಾವು ಅನಿಲ ಸಂವೇದಕವಾಗಿ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್22 ಅನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅನಿಲ ಸಂವೇದನಾ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗಾಗಿ BS-NGF ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ನಾವು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ್ದೇವೆ (ಚಿತ್ರ SI10). ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, BS-NGF ನ mm2-ಗಾತ್ರದ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಇಂಟರ್ಡಿಜಿಟೇಟಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಸೆನ್ಸರ್ ಚಿಪ್‌ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ SI10a-c). ಚಿಪ್‌ನ ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿವರಗಳನ್ನು ಈ ಹಿಂದೆ ವರದಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ; ಅದರ ಸಕ್ರಿಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪ್ರದೇಶವು 9 mm267 ಆಗಿದೆ. SEM ಚಿತ್ರಗಳಲ್ಲಿ (ಚಿತ್ರ SI10b ಮತ್ತು c), ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಚಿನ್ನದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ NGF ಮೂಲಕ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಗೋಚರಿಸುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಮ್ಮೆ, ಎಲ್ಲಾ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ಏಕರೂಪದ ಚಿಪ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ವಿವಿಧ ಅನಿಲಗಳ ಅನಿಲ ಸಂವೇದಕ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ದಾಖಲಿಸಲಾಗಿದೆ (ಚಿತ್ರ SI10d) (ಚಿತ್ರ SI11) ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ SI10g ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. SO2 (200 ppm), H2 (2%), CH4 (200 ppm), CO2 (2%), H2S (200 ppm) ಮತ್ತು NH3 (200 ppm) ಸೇರಿದಂತೆ ಇತರ ಮಧ್ಯಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಅನಿಲಗಳೊಂದಿಗೆ ಇದು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು. ಒಂದು ಸಂಭಾವ್ಯ ಕಾರಣವೆಂದರೆ NO2. ಅನಿಲದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಸ್ವಭಾವ22,68. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟಾಗ, ಅದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಪ್ರಸ್ತುತ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹಿಂದೆ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾದ ಸಂವೇದಕಗಳೊಂದಿಗೆ BS-NGF ಸಂವೇದಕದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯದ ದತ್ತಾಂಶದ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ SI2 ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. UV ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ, O3 ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಥವಾ ತೆರೆದ ಮಾದರಿಗಳ ಉಷ್ಣ (50–150°C) ಚಿಕಿತ್ಸೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು NGF ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಪುನಃ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ನಡೆಯುತ್ತಿದೆ, ಆದರ್ಶಪ್ರಾಯವಾಗಿ ಎಂಬೆಡೆಡ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಅನುಷ್ಠಾನವನ್ನು ಅನುಸರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ69.
CVD ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ವೇಗವರ್ಧಕ ತಲಾಧಾರದ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ41. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ BS-ಗ್ರಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೊರಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ41. ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ವೇಗವರ್ಧಕ ಬೆಂಬಲದ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ NGF ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್-ಮುಕ್ತ NGF ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ನಾವು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತೇವೆ. BS-NGF FS-NGF (~100 nm) ಗಿಂತ ತೆಳ್ಳಗಿರುತ್ತದೆ (~80 nm), ಮತ್ತು BS-Ni ನೇರವಾಗಿ ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಅನಿಲ ಹರಿವಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಅಂಶದಿಂದ ಈ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. NiAR ತಲಾಧಾರದ ಒರಟುತನವು NGF ನ ಒರಟುತನದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದೇವೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಬೆಳೆದ ಸಮತಲ FS-NGF ಅನ್ನು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗೆ ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ವಸ್ತುವಾಗಿ (ಎಕ್ಸ್‌ಫೋಲಿಯೇಶನ್ ವಿಧಾನದಿಂದ70) ಅಥವಾ ಸೌರ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ಆಗಿ ಬಳಸಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ15,16. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, BS-NGF ಅನ್ನು ಅನಿಲ ಪತ್ತೆಗಾಗಿ (ಚಿತ್ರ SI9) ಮತ್ತು ಬಹುಶಃ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ71,72 ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದರ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವು ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಮೇಲಿನದನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಕೆಲಸವನ್ನು CVD ಯಿಂದ ಬೆಳೆದ ಮತ್ತು ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್ ಬಳಸಿ ಹಿಂದೆ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಕೋಷ್ಟಕ 2 ರಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದಾದಂತೆ, ನಾವು ಬಳಸಿದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ (850–1300 °C ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ) ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯವನ್ನು (ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಹಂತ) ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸಿದವು. ವಿಸ್ತರಣೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸೂಚಿಸುವ ಸಾಮಾನ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ನಾವು ಸಾಧಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾದ ಇತರ ಅಂಶಗಳಿವೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವನ್ನು ನಾವು ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಿದ್ದೇವೆ.
ಡಬಲ್-ಸೈಡೆಡ್ ಹೈ-ಕ್ವಾಲಿಟಿ NGF ಅನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಕ CVD ಮೂಲಕ ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್ ಮೇಲೆ ಬೆಳೆಸಲಾಯಿತು. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪಾಲಿಮರ್ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು (CVD ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿ ಬಳಸುವಂತಹವು) ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು NGF (ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಹಿಂಭಾಗ ಮತ್ತು ಮುಂಭಾಗದ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದ) ನ ಶುದ್ಧ ಮತ್ತು ದೋಷ-ಮುಕ್ತ ಆರ್ದ್ರ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ವಿವಿಧ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ-ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ಸಾಧಿಸುತ್ತೇವೆ. ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ, NGF FLG ಮತ್ತು MLG ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 100 µm2 ಗೆ 0.1% ರಿಂದ 3%) ಇವು ದಪ್ಪವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗೆ ರಚನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಈ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಎರಡರಿಂದ ಮೂರು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್/ಗ್ರಾಫೀನ್ ಕಣಗಳ (ಕ್ರಮವಾಗಿ ಹರಳುಗಳು ಅಥವಾ ಪದರಗಳು) ಸ್ಟ್ಯಾಕ್‌ಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ ಎಂದು ಪ್ಲಾನರ್ TEM ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು 10–20° ನ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಅಸಾಮರಸ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. FLG ಮತ್ತು MLG ಪ್ರದೇಶಗಳು ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿಗೆ FS-NGF ನ ಪಾರದರ್ಶಕತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿವೆ. ಹಿಂಭಾಗದ ಹಾಳೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಮುಂಭಾಗದ ಹಾಳೆಗಳಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಸಾಗಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಬಹುದು (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅನಿಲ ಪತ್ತೆಗಾಗಿ). ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಮಾಣದ CVD ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ತ್ಯಾಜ್ಯ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಈ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ತುಂಬಾ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿವೆ.
ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, CVD NGF ನ ಸರಾಸರಿ ದಪ್ಪವು (ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಬಹು-ಪದರ) ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ (ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್) ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಹಾಳೆಗಳ ನಡುವೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳ ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು, ಅವುಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಸಾಗಣೆಗಾಗಿ ನಾವು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಸರಳ ವಿಧಾನದೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದು, ಈ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಶಕ್ತಿ-ತೀವ್ರ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ವೆಚ್ಚವಿಲ್ಲದೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.
ವಾಣಿಜ್ಯ CVD ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ (Aixtron 4-ಇಂಚಿನ BMPro) 25-μm-ದಪ್ಪದ ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್ (99.5% ಶುದ್ಧತೆ, ಗುಡ್‌ಫೆಲೋ) ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಆರ್ಗಾನ್‌ನಿಂದ ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು 10-3 mbar ನ ಮೂಲ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸಲಾಯಿತು. ನಂತರ ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್ ಅನ್ನು Ar/H2 ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಯಿತು (5 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ Ni ಫಾಯಿಲ್ ಅನ್ನು ಪೂರ್ವ-ಅನೆಲಿಂಗ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ಫಾಯಿಲ್ ಅನ್ನು 900 °C ನಲ್ಲಿ 500 mbar ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಲಾಯಿತು. NGF ಅನ್ನು 5 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ CH4/H2 (ಪ್ರತಿ 100 cm3) ಹರಿವಿನಲ್ಲಿ ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ನಂತರ ಮಾದರಿಯನ್ನು 40 °C/min ನಲ್ಲಿ Ar ಹರಿವು (4000 cm3) ಬಳಸಿ 700 °C ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ತಂಪಾಗಿಸಲಾಯಿತು. NGF ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಕುರಿತು ವಿವರಗಳನ್ನು ಬೇರೆಡೆ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ30.
ಮಾದರಿಯ ಮೇಲ್ಮೈ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು SEM ಮೂಲಕ ಝೈಸ್ ಮೆರ್ಲಿನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ (1 kV, 50 pA) ಬಳಸಿ ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲಾಯಿತು. ಮಾದರಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನ ಮತ್ತು NGF ದಪ್ಪವನ್ನು AFM (ಡೈಮೆನ್ಷನ್ ಐಕಾನ್ SPM, ಬ್ರೂಕರ್) ಬಳಸಿ ಅಳೆಯಲಾಯಿತು. ಅಂತಿಮ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೊಳಪಿನ ಕ್ಷೇತ್ರ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಗನ್ (300 kV), FEI ವೀನ್ ಪ್ರಕಾರದ ಏಕವರ್ಣದಕಾರಕ ಮತ್ತು CEOS ಲೆನ್ಸ್ ಗೋಳಾಕಾರದ ವಿಪಥನ ಸರಿಪಡಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ FEI ಟೈಟಾನ್ 80–300 ಘನ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು TEM ಮತ್ತು SAED ಅಳತೆಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ 0.09 nm. ಫ್ಲಾಟ್ TEM ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಮತ್ತು SAED ರಚನೆ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ NGF ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಕಾರ್ಬನ್ ಲೇಸಿ ಲೇಸಿ ಲೇಪಿತ ತಾಮ್ರ ಗ್ರಿಡ್‌ಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಯಿತು. ಹೀಗಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾದರಿ ಫ್ಲಾಕ್‌ಗಳನ್ನು ಪೋಷಕ ಪೊರೆಯ ರಂಧ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ NGF ಮಾದರಿಗಳನ್ನು XRD ಮೂಲಕ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ. 3 ಮಿಮೀ ಕಿರಣದ ಬಿಂದುವಿನ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ Cu ವಿಕಿರಣ ಮೂಲವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪುಡಿ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಟೋಮೀಟರ್ (ಬ್ರೂಕರ್, Cu Kα ಮೂಲದೊಂದಿಗೆ D2 ಹಂತ ಶಿಫ್ಟರ್, 1.5418 Å ಮತ್ತು LYNXEYE ಡಿಟೆಕ್ಟರ್) ಬಳಸಿ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ವಿವರ್ತನೆ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ.
ಇಂಟಿಗ್ರೇಟಿಂಗ್ ಕಾನ್ಫೋಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (ಆಲ್ಫಾ 300 RA, WITeC) ಬಳಸಿ ಹಲವಾರು ರಾಮನ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ದಾಖಲಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉಷ್ಣ ಪ್ರೇರಿತ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಚೋದನಾ ಶಕ್ತಿ (25%) ಹೊಂದಿರುವ 532 nm ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. 150 W ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಏಕವರ್ಣದ Al Kα ವಿಕಿರಣ (hν = 1486.6 eV) ಬಳಸಿ 300 × 700 μm2 ಮಾದರಿ ಪ್ರದೇಶದ ಮೇಲೆ ಕ್ರ್ಯಾಟೋಸ್ ಆಕ್ಸಿಸ್ ಅಲ್ಟ್ರಾ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಫೋಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (XPS) ಅನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಕ್ರಮವಾಗಿ 160 eV ಮತ್ತು 20 eV ಪ್ರಸರಣ ಶಕ್ತಿಗಳಲ್ಲಿ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಾವನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು. SiO2 ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ NGF ಮಾದರಿಗಳನ್ನು 30 W ನಲ್ಲಿ PLS6MW (1.06 μm) ಯ್ಟರ್ಬಿಯಂ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ಬಳಸಿ ತುಂಡುಗಳಾಗಿ ಕತ್ತರಿಸಲಾಯಿತು (ತಲಾ 3 × 10 mm2). ತಾಮ್ರದ ತಂತಿ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು (50 μm ದಪ್ಪ) ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಬೆಳ್ಳಿ ಪೇಸ್ಟ್ ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ (PPMS EverCool-II, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಿನ್ಯಾಸ, USA) 300 K ಮತ್ತು ± 9 ಟೆಸ್ಲಾ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಈ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಗಣೆ ಮತ್ತು ಹಾಲ್ ಪರಿಣಾಮ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ ತಲಾಧಾರಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ ಉಲ್ಲೇಖ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ 350–800 nm NGF ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಲ್ಯಾಂಬ್ಡಾ 950 UV–vis ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಫೋಟೋಮೀಟರ್ ಬಳಸಿ ಹರಡಿದ UV–vis ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಾವನ್ನು ದಾಖಲಿಸಲಾಗಿದೆ.
ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧ ಸಂವೇದಕವನ್ನು (ಇಂಟರ್ಡಿಜಿಟೇಟೆಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಚಿಪ್) ಕಸ್ಟಮ್ ಪ್ರಿಂಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಬೋರ್ಡ್ 73 ಗೆ ವೈರಿಂಗ್ ಮಾಡಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ತಾತ್ಕಾಲಿಕವಾಗಿ ಹೊರತೆಗೆಯಲಾಯಿತು. ಸಾಧನ ಇರುವ ಮುದ್ರಿತ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಬೋರ್ಡ್ ಅನ್ನು ಸಂಪರ್ಕ ಟರ್ಮಿನಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಸಂವೇದನಾ ಕೊಠಡಿ 74 ರ ಒಳಗೆ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಶುದ್ಧೀಕರಣದಿಂದ ಅನಿಲ ಮಾನ್ಯತೆಯವರೆಗೆ ನಿರಂತರ ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮತ್ತು ನಂತರ ಮತ್ತೆ ಶುದ್ಧೀಕರಣದೊಂದಿಗೆ 1 V ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿರೋಧ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು. ತೇವಾಂಶ ಸೇರಿದಂತೆ ಕೊಠಡಿಯಲ್ಲಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಇತರ ವಿಶ್ಲೇಷಕಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಕೊಠಡಿಯನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ 200 cm3 ನಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕದೊಂದಿಗೆ 1 ಗಂಟೆ ಶುದ್ಧೀಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸಲಾಯಿತು. ನಂತರ N2 ಸಿಲಿಂಡರ್ ಅನ್ನು ಮುಚ್ಚುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವಿಶ್ಲೇಷಕಗಳನ್ನು ನಿಧಾನವಾಗಿ 200 cm3 ನ ಅದೇ ಹರಿವಿನ ದರದಲ್ಲಿ ಕೋಣೆಗೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು.
ಈ ಲೇಖನದ ಪರಿಷ್ಕೃತ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಲೇಖನದ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಲಿಂಕ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದು.
ಇನಾಗಾಕಿ, ಎಂ. ಮತ್ತು ಕಾಂಗ್, ಎಫ್. ಕಾರ್ಬನ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಸೈನ್ಸ್ ಅಂಡ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್: ಫಂಡಮೆಂಟಲ್ಸ್. ಎರಡನೇ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ. 2014. 542.
ಪಿಯರ್ಸನ್, HO ಹ್ಯಾಂಡ್‌ಬುಕ್ ಆಫ್ ಕಾರ್ಬನ್, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್, ಡೈಮಂಡ್ ಮತ್ತು ಫುಲ್ಲರೀನ್‌ಗಳು: ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು. ಮೊದಲ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ. 1994, ನ್ಯೂಜೆರ್ಸಿ.
ತ್ಸೈ, ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಪಾರದರ್ಶಕ ತೆಳುವಾದ ವಾಹಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರದೇಶದ ಬಹುಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್/ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು. ಅನ್ವಯ. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ. ರೈಟ್. 95(12), 123115(2009).
ಬ್ಯಾಲಂಡಿನ್ ಎಎ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ಡ್ ಇಂಗಾಲದ ವಸ್ತುಗಳ ಉಷ್ಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು. ನ್ಯಾಟ್. ಮ್ಯಾಟ್. 10(8), 569–581 (2011).
ಚೆಂಗ್ ಕೆವೈ, ಬ್ರೌನ್ ಪಿಡಬ್ಲ್ಯೂ ಮತ್ತು ಕಾಹಿಲ್ ಡಿಜಿ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ನಿ (111) ಮೇಲೆ ಬೆಳೆದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ. ಕ್ರಿಯಾವಿಶೇಷಣ. ಮ್ಯಾಟ್. ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ 3, 16 (2016).
ಹೆಸ್ಜೆಡಾಲ್, ಟಿ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ನಿರಂತರ ಬೆಳವಣಿಗೆ. ಅನ್ವಯ. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ. ರೈಟ್. 98(13), 133106(2011).