एनआय वर एक अर्धपारदर्शक ग्रेफाइट फिल्म वाढत आहे आणि त्याचे द्वि-मार्ग पॉलिमर-मुक्त हस्तांतरण

निसर्ग.कॉमला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद. आपण वापरत असलेल्या ब्राउझरच्या आवृत्तीमध्ये मर्यादित सीएसएस समर्थन आहे. सर्वोत्कृष्ट निकालांसाठी, आम्ही शिफारस करतो की आपण आपल्या ब्राउझरची नवीन आवृत्ती वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमध्ये सुसंगतता मोड अक्षम करा). दरम्यान, चालू समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी आम्ही स्टाईल किंवा जावास्क्रिप्टशिवाय साइट प्रदर्शित करीत आहोत.
नॅनोस्केल ग्रेफाइट फिल्म्स (एनजीएफ) हे मजबूत नॅनोमेटेरियल्स आहेत जे उत्प्रेरक रासायनिक वाष्प जमा होण्याद्वारे तयार केले जाऊ शकतात, परंतु त्यांच्या हस्तांतरणाच्या सुलभतेबद्दल आणि पुढील पिढीच्या उपकरणांमध्ये पृष्ठभागाच्या मॉर्फोलॉजीने त्यांच्या वापरावर कसा परिणाम होतो याबद्दल प्रश्न आहेत. येथे आम्ही पॉलीक्रिस्टलिन निकेल फॉइल (क्षेत्र 55 सेमी 2, जाडी सुमारे 100 एनएम) आणि त्याचे पॉलिमर-मुक्त हस्तांतरण (समोर आणि मागील, 6 सेमी 2 पर्यंतचे क्षेत्र) च्या दोन्ही बाजूंनी एनजीएफच्या वाढीचा अहवाल देतो. उत्प्रेरक फॉइलच्या मॉर्फोलॉजीमुळे, दोन कार्बन चित्रपट त्यांच्या भौतिक गुणधर्म आणि इतर वैशिष्ट्यांमध्ये भिन्न आहेत (जसे की पृष्ठभाग उग्रपणा). आम्ही हे दर्शवितो की राउगर बॅकसाइडसह एनजीएफएस एनओ 2 शोधण्यासाठी योग्य आहेत, तर पुढच्या बाजूला नितळ आणि अधिक प्रवाहकीय एनजीएफ (2000 एस/सेमी, शीट प्रतिरोध - 50 ओम/एम 2) व्यवहार्य कंडक्टर असू शकतात. सौर सेलचे चॅनेल किंवा इलेक्ट्रोड (कारण ते दृश्यमान प्रकाशाच्या 62% प्रसारित करते). एकंदरीत, वर्णन केलेल्या वाढ आणि वाहतुकीच्या प्रक्रियेमुळे एनजीएफला तंत्रज्ञानाच्या अनुप्रयोगांसाठी पर्यायी कार्बन सामग्री म्हणून समजण्यास मदत होऊ शकते जिथे ग्राफीन आणि मायक्रॉन-जाड ग्रेफाइट चित्रपट योग्य नाहीत.
ग्रेफाइट ही एक व्यापकपणे वापरली जाणारी औद्योगिक सामग्री आहे. उल्लेखनीय म्हणजे, ग्रेफाइटमध्ये तुलनेने कमी वस्तुमान घनता आणि विमानातील थर्मल आणि इलेक्ट्रिकल चालकता उच्च आहे आणि कठोर थर्मल आणि रासायनिक वातावरणात ते खूप स्थिर आहे. फ्लेक ग्रेफाइट ग्राफीन रिसर्च 3 साठी एक सुप्रसिद्ध प्रारंभिक सामग्री आहे. पातळ चित्रपटांमध्ये प्रक्रिया केल्यावर, सेन्सर 8,9,10 आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप संरक्षण 11 मध्ये सक्रिय सामग्री म्हणून स्मार्टफोन 4,5,6,7 सारख्या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी उष्णता सिंकसह विस्तृत अनुप्रयोगांमध्ये याचा वापर केला जाऊ शकतो. 12 आणि अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट 13,14 मधील लिथोग्राफीसाठी चित्रपट, सौर पेशी 15,16 मध्ये चॅनेल आयोजित करतात. या सर्व अनुप्रयोगांसाठी, नॅनोस्केल <100 एनएममध्ये नियंत्रित असलेल्या जाडीसह ग्रेफाइट फिल्म्स (एनजीएफ) च्या मोठ्या क्षेत्राचे सहज उत्पादन आणि वाहतूक करता येईल तर त्याचा महत्त्वपूर्ण फायदा होईल.
ग्रेफाइट चित्रपट विविध पद्धतींनी तयार केले जातात. एका प्रकरणात, एम्बेडिंग आणि विस्तार त्यानंतर एक्सफोलिएशनचा वापर ग्राफीन फ्लेक्स 10,11,17 तयार करण्यासाठी केला गेला. आवश्यक जाडीच्या चित्रपटांमध्ये फ्लेक्सवर पुढील प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे आणि दाट ग्रेफाइट शीट तयार करण्यास बर्‍याच दिवसांचा कालावधी लागतो. आणखी एक दृष्टीकोन म्हणजे ग्रॅचिटेबल सॉलिड पूर्ववर्तींसह प्रारंभ करणे. उद्योगात, पॉलिमरची चादरी कार्बोनाइज्ड (1000-1500 डिग्री सेल्सियसवर) असतात आणि नंतर ग्राफिटाइज्ड (2800–3200 डिग्री सेल्सिअस तापमानात) चांगल्या प्रकारे संरचित स्तरित सामग्री तयार करतात. जरी या चित्रपटांची गुणवत्ता जास्त आहे, तरीही उर्जेचा वापर लक्षणीय आहे 1,18,19 आणि किमान जाडी काही मायक्रॉन 1,18,19,20 पर्यंत मर्यादित आहे.
कॅटॅलिटिक केमिकल वाफ जमा (सीव्हीडी) उच्च स्ट्रक्चरल गुणवत्ता आणि वाजवी कॉस्ट 21,22,23,24,25,26,27 असलेल्या ग्राफीन आणि अल्ट्राथिन ग्रेफाइट फिल्म्स (<10 एनएम) तयार करण्यासाठी एक सुप्रसिद्ध पद्धत आहे. तथापि, ग्राफीन आणि अल्ट्राथिन ग्रेफाइट फिल्म्स 28 च्या वाढीच्या तुलनेत, सीव्हीडीचा वापर करून एनजीएफच्या मोठ्या प्रमाणात वाढ आणि/किंवा अनुप्रयोगाच्या तुलनेत कमी अन्वेषण केले गेले आहे.
सीव्हीडी-उगवलेल्या ग्राफीन आणि ग्रेफाइट चित्रपटांना बर्‍याचदा फंक्शनल सब्सट्रेट्स 34 वर हस्तांतरित करणे आवश्यक असते. या पातळ फिल्म ट्रान्सफरमध्ये दोन मुख्य पद्धती 35 आहेत: (1) नॉन-एच ट्रान्सफर 36,37 आणि (2) एच-आधारित ओले रासायनिक हस्तांतरण (सब्सट्रेट समर्थित) 14,34,38. प्रत्येक पद्धतीचे काही फायदे आणि तोटे असतात आणि इतरत्र वर्णन केल्यानुसार, इच्छित अनुप्रयोगानुसार निवडले जाणे आवश्यक आहे. उत्प्रेरक सब्सट्रेट्सवर वाढलेल्या ग्राफीन/ग्रेफाइट चित्रपटांसाठी, ओले रासायनिक प्रक्रियेद्वारे हस्तांतरण (ज्यापैकी पॉलिमेथिल मेथाक्रिलेट (पीएमएमए) सर्वात सामान्यतः वापरली जाणारी सपोर्ट लेयर आहे) प्रथम निवड 13,30,34,38,40,41,42 आहे. आपण वगैरे. एनजीएफ हस्तांतरण (नमुना आकार अंदाजे 4 सेमी 2) 25,43 साठी कोणताही पॉलिमर वापरला गेला नाही, असे नमूद केले गेले होते, परंतु हस्तांतरण दरम्यान नमुना स्थिरता आणि/किंवा हाताळणीसंदर्भात कोणतेही तपशील दिले गेले नाहीत; पॉलिमर वापरुन ओल्या रसायनशास्त्र प्रक्रियेमध्ये अनेक चरणांचा समावेश आहे, ज्यात अनुप्रयोग आणि त्यानंतरच्या यज्ञ पॉलिमर लेयर 30,38,40,41,42 काढून टाकणे यासह. या प्रक्रियेचे तोटे आहेत: उदाहरणार्थ, पॉलिमर अवशेष प्रौढ फिल्म 38 चे गुणधर्म बदलू शकतात. अतिरिक्त प्रक्रिया अवशिष्ट पॉलिमर काढून टाकू शकते, परंतु या अतिरिक्त चरणांमध्ये फिल्म प्रॉडक्शनची किंमत आणि वेळ वाढू शकते 38,40. सीव्हीडी वाढीदरम्यान, ग्राफीनचा एक थर केवळ उत्प्रेरक फॉइलच्या (स्टीम प्रवाहाच्या बाजूने) समोरच्या बाजूसच नव्हे तर त्याच्या मागील बाजूस देखील जमा केला जातो. तथापि, नंतरचे कचरा उत्पादन मानले जाते आणि मऊ प्लाझ्मा 38,41 द्वारे द्रुतपणे काढले जाऊ शकते. या चित्रपटाचे पुनर्चक्रण केल्याने ते जास्तीत जास्त उत्पन्न मिळविण्यात मदत करू शकते, जरी ते चेहरा कार्बन फिल्मपेक्षा कमी गुणवत्तेचे असेल.
येथे, आम्ही सीव्हीडीद्वारे पॉलीक्रिस्टलिन निकेल फॉइलवर उच्च स्ट्रक्चरल गुणवत्तेसह एनजीएफच्या वेफर-स्केल द्विपक्षीय वाढीच्या तयारीचा अहवाल देतो. फॉइलच्या पुढच्या आणि मागील पृष्ठभागाच्या उग्रपणाचा एनजीएफच्या मॉर्फोलॉजी आणि संरचनेवर कसा परिणाम होतो हे मूल्यांकन केले गेले. आम्ही निकेल फॉइलच्या दोन्ही बाजूंनी मल्टीफंक्शनल सब्सट्रेट्सवर एनजीएफचे कमी प्रभावी आणि पर्यावरणास अनुकूल पॉलिमर-मुक्त हस्तांतरण देखील दर्शवितो आणि समोर आणि मागील चित्रपट विविध अनुप्रयोगांसाठी योग्य कसे आहेत हे दर्शवितो.
खालील विभागांमध्ये स्टॅक केलेल्या ग्राफीन थरांच्या संख्येवर अवलंबून वेगवेगळ्या ग्रेफाइट फिल्मच्या जाडीबद्दल चर्चा आहे: (i) सिंगल लेयर ग्राफीन (एसएलजी, 1 लेयर), (ii) काही लेयर ग्राफीन (एफएलजी, <10 थर), (iii) मल्टीलेयर ग्राफीन (एमएलजी, 10-30 लेअर्स) आणि (आयव्ही) एनजीएफ (~ 300 लेअर्स). नंतरची सर्वात सामान्य जाडी आहे जी क्षेत्राच्या टक्केवारी म्हणून व्यक्त केली जाते (अंदाजे 97% क्षेत्र प्रति 100 µm2) 30. म्हणूनच संपूर्ण चित्रपटाला फक्त एनजीएफ म्हणतात.
ग्राफीन आणि ग्रेफाइट चित्रपटांच्या संश्लेषणासाठी वापरल्या जाणार्‍या पॉलीक्रिस्टलिन निकेल फॉइलमध्ये त्यांच्या उत्पादन आणि त्यानंतरच्या प्रक्रियेच्या परिणामी भिन्न पोत आहेत. आम्ही अलीकडेच एनजीएफ 30 च्या वाढीच्या प्रक्रियेस अनुकूलित करण्यासाठी अभ्यास केला. आम्ही दर्शवितो की वाढीच्या अवस्थेदरम्यान एनीलिंग टाइम आणि चेंबर प्रेशर यासारख्या प्रक्रिया पॅरामीटर्स एकसमान जाडीची एनजीएफ मिळविण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. येथे, आम्ही पॉलिश फ्रंट (एफएस) वर एनजीएफच्या वाढीची आणि निकेल फॉइल (चित्र 1 ए) च्या अनपोल्ड बॅक (बीएस) पृष्ठभागावर पुढील तपासणी केली. तीन प्रकारचे नमुने एफएस आणि बीएस तपासले गेले, तक्ता 1 मध्ये सूचीबद्ध केले गेले. व्हिज्युअल तपासणीनंतर निकेल फॉइल (एनआयएजी) च्या दोन्ही बाजूंच्या एनजीएफची एकसमान वाढ एक वैशिष्ट्यपूर्ण धातूच्या चांदीच्या राखाडीपासून मॅट राखाडी रंगात (अंजीर. 1 ए) दिसू शकते; मायक्रोस्कोपिक मोजमापांची पुष्टी केली गेली (चित्र 1 बी, सी). उज्ज्वल प्रदेशात साजरा केलेला एफएस-एनजीएफचा एक सामान्य रमण स्पेक्ट्रम आणि आकृती 1 बी मध्ये लाल, निळ्या आणि केशरी बाणांनी दर्शविलेला आकृती 1 सी मध्ये दर्शविला आहे. ग्रेफाइट जी (1683 सेमी - 1) आणि 2 डी (2696 सेमी - 1) चे वैशिष्ट्यपूर्ण रमण शिखरे अत्यंत क्रिस्टलीय एनजीएफ (चित्र 1 सी, टेबल एसआय 1) च्या वाढीची पुष्टी करतात. संपूर्ण चित्रपटात, तीव्रतेचे प्रमाण (आय 2 डी/आयजी) सह रमण स्पेक्ट्राचे प्रबलता ~ 0.3 साजरा केला गेला, तर आय 2 डी/आयजी = ०.8 सह रमण स्पेक्ट्रा क्वचितच पाळला गेला. संपूर्ण चित्रपटात सदोष शिखरांची (डी = 1350 सेमी -1) अनुपस्थिती एनजीएफ वाढीची उच्च गुणवत्ता दर्शवते. बीएस-एनजीएफ नमुन्यावर (आकृती सी 1 ए आणि बी, टेबल एसआय 1) समान रमण परिणाम प्राप्त झाले.
एनआयएजी एफएस- आणि बीएस-एनजीएफची तुलना: (अ) वेफर स्केल (55 सेमी 2) वर एनजीएफ वाढ दर्शविणार्‍या टिपिकल एनजीएफ (एनआयएजी) नमुन्याचे छायाचित्र आणि परिणामी बीएस- आणि एफएस-एनआय फॉइल नमुने, (बी) एफएस-एनजीएफ प्रतिमा/ एनआय भिन्नता, (सी) फेटिकल इमेज, (सी) एफएएनडी एफएएनडी (सी) एफएएनडी एफएएनडी (सी) एफएएनडी एफएएनडी (सी) एफएएनडी एफएएनडी (सी) एफएएनडी एफएएनडी (सी) फिक्टिकल फॉल्ड (सी) वैशिष्ट्यीकृत आहे, (सी) एफएस -एनजीएफ/नी, (ई, जी) एसईएम प्रतिमांवर भिन्न भोजन बीएस -एनजीएफ/नी सेट करते. निळा बाण एफएलजी प्रदेश दर्शवितो, केशरी बाण एमएलजी प्रदेश (एफएलजी प्रदेशाजवळ) दर्शवितो, लाल बाण एनजीएफ प्रदेश दर्शवितो आणि मॅजेन्टा बाण पट दर्शवते.
वाढ प्रारंभिक सब्सट्रेट, क्रिस्टल आकार, अभिमुखता आणि धान्य सीमांच्या जाडीवर अवलंबून असल्याने मोठ्या भागात एनजीएफ जाडीचे वाजवी नियंत्रण मिळविणे हे एक आव्हान आहे 20,34,44. या अभ्यासाने आम्ही पूर्वी 30 प्रकाशित केलेल्या सामग्रीचा वापर केला. ही प्रक्रिया प्रति 100 µm230 0.1 ते 3% पर्यंत एक उज्ज्वल प्रदेश तयार करते. खालील विभागांमध्ये आम्ही दोन्ही प्रकारच्या प्रदेशांसाठी निकाल सादर करतो. उच्च वर्धित एसईएम प्रतिमा दोन्ही बाजूंच्या कित्येक चमकदार कॉन्ट्रास्ट क्षेत्राची उपस्थिती दर्शवितात (चित्र 1 एफ, जी), एफएलजी आणि एमएलजी प्रदेशांची उपस्थिती दर्शविते 30,45. याची पुष्टी रमण स्कॅटरिंग (अंजीर. 1 सी) आणि टीईएम निकालांद्वारे देखील केली गेली (नंतर “एफएस-एनजीएफ: रचना आणि गुणधर्म” या विभागात चर्चा केली). एफएस- आणि बीएस-एनजीएफ/एनआय नमुने (एनआय वर उगवलेल्या समोर आणि मागील एनजीएफ) वर साजरा केलेले एफएलजी आणि एमएलजी प्रदेश मोठ्या एनआय (111) धान्यावर वाढले असावेत जे प्री-एनिलिंग 22,30,45 दरम्यान तयार झाले आहेत. फोल्डिंग दोन्ही बाजूंनी पाळले गेले (चित्र 1 बी, जांभळ्या बाणांनी चिन्हांकित केलेले). ग्राफाइट आणि निकेल सब्सट्रेट 30,38 दरम्यान थर्मल विस्ताराच्या गुणांकात मोठ्या फरकामुळे हे पट सीव्हीडी-पिकलेल्या ग्राफीन आणि ग्रेफाइट चित्रपटांमध्ये आढळतात.
एएफएम प्रतिमेने पुष्टी केली की एफएस-एनजीएफ नमुना बीएस-एनजीएफ नमुना (आकृती एसआय 1) (आकृती एसआय 2) पेक्षा चापट होता. एफएस-एनजीएफ/नी (अंजीर. एसआय 2 सी) आणि बीएस-एनजीएफ/एनआय (अंजीर. एसआय 2 डी) चे रूट मीन स्क्वेअर (आरएमएस) रफनेस मूल्ये अनुक्रमे 82 आणि 200 एनएम आहेत (20 × 20 μm2 च्या क्षेत्रावर मोजली जातात). उच्च उग्रपणा म्हणून प्राप्त झालेल्या अवस्थेत निकेल (एनआयएआर) फॉइलच्या पृष्ठभागाच्या विश्लेषणाच्या आधारे (आकृती एसआय 3) समजू शकते. एफएस आणि बीएस-एनआयएआरच्या एसईएम प्रतिमा एसआय 3 ए-डी आकडेवारीमध्ये दर्शविल्या आहेत, वेगवेगळ्या पृष्ठभागाचे मॉर्फोलॉजीज दर्शवित आहेत: पॉलिश एफएस-नि फॉइलमध्ये नॅनो- आणि मायक्रॉन-आकाराचे गोलाकार कण आहेत, तर अनपोलिश केलेले बीएस-नि फॉइल उत्पादन शिडी दर्शविते. उच्च सामर्थ्यासह कण म्हणून. आणि नाकारणे. अ‍ॅनेलेड निकेल फॉइल (एनआयए) च्या कमी आणि उच्च रिझोल्यूशन प्रतिमा आकृती एसआय 3 ई - एच मध्ये दर्शविली आहेत. या आकडेवारीत, आम्ही निकेल फॉइलच्या दोन्ही बाजूंनी अनेक मायक्रॉन-आकाराच्या निकेल कणांची उपस्थिती पाहू शकतो (अंजीर. एसआय 3 ई-एच). पूर्वी नोंदविल्यानुसार मोठ्या धान्यांमध्ये एनआय (111) पृष्ठभाग अभिमुखता असू शकते. एफएस-एनआयए आणि बीएस-एनआयए दरम्यान निकेल फॉइल मॉर्फोलॉजीमध्ये महत्त्वपूर्ण फरक आहेत. बीएस-एनजीएफ/एनआयची उच्च उग्रता बीएस-एनआयएआरच्या अनपोल्ड पृष्ठभागामुळे आहे, ज्याची पृष्ठभाग एनीलिंग (आकृती एसआय 3) नंतरही लक्षणीय उग्र आहे. वाढीच्या प्रक्रियेपूर्वी या प्रकारच्या पृष्ठभागाचे वैशिष्ट्य ग्राफीन आणि ग्रेफाइट फिल्म्सची उग्रपणा नियंत्रित करण्यास अनुमती देते. हे लक्षात घ्यावे की मूळ सब्सट्रेटने ग्राफीन वाढीदरम्यान काही धान्य पुनर्रचना केली, ज्यामुळे धान्य आकार किंचित कमी झाला आणि अ‍ॅनेलेड फॉइल आणि कॅटॅलिस्ट फिल्म 22 च्या तुलनेत काही प्रमाणात सब्सट्रेटची पृष्ठभाग वाढली.
सब्सट्रेट पृष्ठभागावरील उग्रपणा, ne नीलिंग टाइम (धान्य आकार) 30,47 आणि रीलिझ कंट्रोल 43 ललित-ट्यूनिंगमुळे प्रादेशिक एनजीएफ जाडी एकरूपता µm2 आणि/किंवा अगदी एनएम 2 स्केल (म्हणजे, काही नॅनोमीटरची जाडी भिन्नता) कमी करण्यास मदत होईल. सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावरील उग्रपणा नियंत्रित करण्यासाठी, परिणामी निकेल फॉइलच्या इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंगसारख्या पद्धतींचा विचार केला जाऊ शकतो. प्रीट्रिएटेड निकेल फॉइल नंतर मोठ्या एनआय (111) धान्य (जे एफएलजी वाढीसाठी फायदेशीर आहे) टाळण्यासाठी कमी तापमानात (<900 डिग्री सेल्सियस) 46 आणि वेळ (<5 मिनिट) वर आणले जाऊ शकते.
एसएलजी आणि एफएलजी ग्राफीन ids सिडस् आणि पाण्याच्या पृष्ठभागावरील तणाव सहन करण्यास असमर्थ आहे, ज्यामुळे ओले रासायनिक हस्तांतरण प्रक्रियेदरम्यान यांत्रिक समर्थन थरांची आवश्यकता असते 22,34,38. पॉलिमर-समर्थित सिंगल-लेयर ग्राफीन 38 च्या ओले रासायनिक हस्तांतरणाच्या उलट, आम्हाला आढळले की आकृती 2 ए मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, एएस-पिकलेल्या एनजीएफच्या दोन्ही बाजू पॉलिमर समर्थनाशिवाय हस्तांतरित केल्या जाऊ शकतात (अधिक तपशीलांसाठी आकृती सी 4 ए पहा). दिलेल्या सब्सट्रेटमध्ये एनजीएफचे हस्तांतरण अंतर्निहित एनआय 30.49 फिल्मच्या ओल्या एचिंगपासून सुरू होते. प्रौढ एनजीएफ/एनआय/एनजीएफ नमुने रात्रभर 70% एचएनओ 3 च्या 15 एमएलमध्ये ठेवण्यात आले होते. नी फॉइल पूर्णपणे विरघळल्यानंतर, एफएस-एनजीएफ सपाट राहते आणि एनजीएफ/एनआय/एनजीएफ नमुन्याप्रमाणेच द्रव पृष्ठभागावर तरंगते, तर बीएस-एनजीएफ पाण्यात बुडलेले आहे (चित्र 2 ए, बी). त्यानंतर वेगळ्या एनजीएफला एका बीकरमधून ताजे डीओनाइज्ड वॉटर असलेल्या दुसर्‍या बीकरमध्ये हस्तांतरित केले गेले आणि वेगळ्या एनजीएफला अवतल काचेच्या डिशमधून चार ते सहा वेळा पुनरावृत्ती केली. शेवटी, एफएस-एनजीएफ आणि बीएस-एनजीएफ इच्छित सब्सट्रेट (चित्र 2 सी) वर ठेवण्यात आले.
निकेल फॉइलवर उगवलेल्या एनजीएफसाठी पॉलिमर-फ्री ओले रासायनिक हस्तांतरण प्रक्रिया: (अ) प्रक्रिया प्रवाह आकृती (अधिक माहितीसाठी आकृती एसआय 4 पहा), (बी) एनआय एचिंग (2 नमुने) नंतर विभक्त एनजीएफचे डिजिटल छायाचित्र, (सी) उदाहरण एफएस-आणि बीएस-एनजीएफचे हस्तांतरण (डी) एफएस-एनजीएफ पॅनेल डी (दोन भागांमध्ये विभागलेले) समान नमुना, सोन्याचे प्लेटेड सी पेपर आणि नाफियन (लवचिक पारदर्शक सब्सट्रेट, लाल कोप with ्यांसह चिन्हांकित कडा) मध्ये हस्तांतरित केले.
लक्षात घ्या की ओले रासायनिक हस्तांतरण पद्धतींचा वापर करून एसएलजी हस्तांतरणासाठी 20-24 तास 38 प्रक्रिया करण्याची एकूण वेळ आवश्यक आहे. येथे दर्शविलेल्या पॉलिमर-फ्री ट्रान्सफर तंत्रासह (आकृती एसआय 4 ए), एकूणच एनजीएफ हस्तांतरण प्रक्रिया वेळ लक्षणीय प्रमाणात कमी झाला (अंदाजे 15 तास). प्रक्रियेमध्येः (चरण 1) एक एचिंग सोल्यूशन तयार करा आणि त्यामध्ये नमुना ठेवा (10 मिनिटे), नंतर नी एचिंग (~ 7200 मिनिटे) साठी रात्रभर प्रतीक्षा करा, (चरण 2) डीओनाइज्ड वॉटरसह स्वच्छ धुवा (चरण - 3). डीओनाइज्ड वॉटरमध्ये साठवा किंवा लक्ष्य सब्सट्रेटवर हस्तांतरण (20 मि). एनजीएफ आणि बल्क मॅट्रिक्स दरम्यान अडकलेले पाणी केशिका क्रियेद्वारे काढले जाते (ब्लॉटिंग पेपर वापरुन) 38, नंतर उर्वरित पाण्याचे थेंब नैसर्गिक कोरडे (अंदाजे 30 मिनिट) द्वारे काढले जातात आणि शेवटी नमुना 10 मिनिटांपर्यंत वाळविला जातो. 50-90 डिग्री सेल्सियस (60 मिनिट) 38 वर व्हॅक्यूम ओव्हन (10-1 एमबीआर) मध्ये मिनिट.
ग्रेफाइट पाण्याचे आणि हवेच्या उपस्थितीचा प्रतिकार करण्यासाठी ओळखले जाते (≥ 200 डिग्री सेल्सियस) 50,51,52. आम्ही खोलीच्या तपमानावर डीओनाइज्ड पाण्यात आणि काही दिवसांपासून एक वर्षापर्यंत (आकृती एसआय 4) सीलबंद बाटल्यांमध्ये रमण स्पेक्ट्रोस्कोपी, एसईएम आणि एक्सआरडी वापरून नमुने तपासले. तेथे लक्षणीय अधोगती नाही. आकृती 2 सी डीओनाइज्ड वॉटरमध्ये फ्री-स्टँडिंग एफएस-एनजीएफ आणि बीएस-एनजीएफ दर्शविते. आकृती 2 सीच्या सुरूवातीस दर्शविल्याप्रमाणे आम्ही त्यांना एसआयओ 2 (300 एनएम)/एसआय सब्सट्रेटवर कॅप्चर केले. याव्यतिरिक्त, आकृती 2 डी मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ई, सतत एनजीएफ पॉलिमर (नेक्सोल्व्ह आणि नॅफियन पासून थर्माबराइट पॉलिमाइड) आणि सोन्याच्या लेपित कार्बन पेपर सारख्या विविध थरांमध्ये हस्तांतरित केले जाऊ शकते. फ्लोटिंग एफएस-एनजीएफ सहजपणे लक्ष्य सब्सट्रेट (चित्र 2 सी, डी) वर ठेवले गेले. तथापि, पाण्यात पूर्णपणे बुडताना 3 सेमी 2 पेक्षा मोठे बीएस-एनजीएफ नमुने हाताळणे कठीण होते. सहसा, जेव्हा ते पाण्यात फिरू लागतात, निष्काळजी हाताळणीमुळे ते कधीकधी दोन किंवा तीन भागांमध्ये मोडतात (चित्र 2E). एकंदरीत, आम्ही अनुक्रमे and आणि c सेमी २ पर्यंतच्या नमुन्यांसाठी पीएस- आणि बीएस-एनजीएफ (एनजीएफ/एनआय/एनजीएफ वाढीशिवाय सतत अखंड हस्तांतरण 6 सेमी 2) चे पॉलिमर-मुक्त हस्तांतरण साध्य करण्यास सक्षम होतो. उर्वरित कोणतेही मोठे किंवा लहान तुकडे इच्छित सब्सट्रेट (~ 1 मिमी 2, आकृती एसआय 4 बी) वर सहजपणे दिसू शकतात (~ 1 मिमी 2, आकृती एसआय 4 बी, “एफएस-एनजीएफ:" स्ट्रक्चर अँड प्रॉपर्टीज "अंतर्गत" एफएस-एनजीएफ: "स्ट्रक्चर आणि प्रॉपर्टीज" अंतर्गत रचना आणि गुणधर्म (चर्चा) (आकृती सीआयएस 4) च्या आधारे स्टोअर असू शकतात (आकृती सी 4) 98-99% (हस्तांतरणाच्या वाढीनंतर).
पॉलिमरशिवाय हस्तांतरणाच्या नमुन्यांचे तपशीलवार विश्लेषण केले गेले. ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपी (ओएम) आणि एसईएम प्रतिमांचा वापर करून एफएस- आणि बीएस-एनजीएफ/एसआयओ 2/एसआय (अंजीर. 2 सी) वर प्राप्त केलेल्या पृष्ठभागाच्या मॉर्फोलॉजिकल वैशिष्ट्ये (अंजीर. एसआय 5 आणि अंजीर 3) यांनी दर्शविले की हे नमुने मायक्रोस्कोपीशिवाय हस्तांतरित केले गेले. क्रॅक, छिद्र किंवा अप्रकाशित भागांसारखे दृश्यमान स्ट्रक्चरल नुकसान. वाढत्या एनजीएफवरील पट (अंजीर 3 बी, डी, जांभळ्या बाणांनी चिन्हांकित केलेले) हस्तांतरणानंतर अखंड राहिले. एफएस- आणि बीएस-एनजीएफ दोन्ही एफएलजी प्रदेशांचे बनलेले आहेत (आकृती 3 मधील निळ्या बाणांनी दर्शविलेले चमकदार प्रदेश). आश्चर्याची गोष्ट म्हणजे, अल्ट्राथिन ग्रेफाइट फिल्मच्या पॉलिमर ट्रान्सफर दरम्यान सामान्यत: साजरा केलेल्या काही खराब झालेल्या प्रदेशांच्या उलट, एनजीएफशी जोडलेले अनेक मायक्रॉन-आकाराचे एफएलजी आणि एमएलजी प्रदेश (आकृती 3 डी मधील निळ्या बाणांनी चिन्हांकित केलेले) क्रॅक किंवा ब्रेक (आकृती 3 डी) न करता हस्तांतरित केले गेले. 3). ? नंतर चर्चा केल्याप्रमाणे, लेस-कार्बन कॉपर ग्रीड्सवर हस्तांतरित एनजीएफच्या टीईएम आणि एसईएम प्रतिमांचा वापर करून यांत्रिक अखंडतेची पुष्टी केली गेली (“एफएस-एनजीएफ: रचना आणि गुणधर्म”). आकृती एसआय 6 ए आणि बी (20 × 20 μ एम 2) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, अनुक्रमे 140 एनएम आणि 17 एनएमच्या आरएमएस मूल्यांसह एफएस-एनजीएफ/एसआयओ 2/एसआयपेक्षा हस्तांतरित बीएस-एनजीएफ/एसआयओ 2/एसआयपेक्षा जास्त आहे. एनजीएफचे आरएमएस मूल्य एसआयओ 2/एसआय सब्सट्रेट (आरएमएस <2 एनएम) वर हस्तांतरित केलेले एनआय (आकृती एसआय 2) वर उगवलेल्या एनजीएफच्या तुलनेत लक्षणीय (सुमारे 3 वेळा) कमी आहे, हे दर्शविते की अतिरिक्त उग्रपणा एनआय पृष्ठभागाशी संबंधित असू शकतो. याव्यतिरिक्त, एफएस- आणि बीएस-एनजीएफ/एसआयओ 2/एसआय नमुन्यांच्या काठावर सादर केलेल्या एएफएम प्रतिमांनी अनुक्रमे 100 आणि 80 एनएमची एनजीएफ जाडी दर्शविली (अंजीर. एसआय 7). बीएस-एनजीएफची लहान जाडी पृष्ठभागाच्या गॅसच्या थेट संपर्कात नसल्यामुळे पृष्ठभागाचा परिणाम असू शकतो.
एसआयओ 2/एसआय वेफरवर पॉलिमरशिवाय हस्तांतरित एनजीएफ (एनआयएजी) (आकृती 2 सी पहा): (ए, बी) हस्तांतरित एफएस-एनजीएफच्या एसईएम प्रतिमा: निम्न आणि उच्च वाढ (पॅनेलमधील केशरी चौकशी संबंधित). ठराविक क्षेत्रे) - अ). . (ई, एफ) हस्तांतरित एफएस- आणि बीएस-एनजीएफच्या एएफएम प्रतिमा. निळा बाण एफएलजी प्रदेशाचे प्रतिनिधित्व करतो - चमकदार कॉन्ट्रास्ट, सायन एरो - ब्लॅक एमएलजी कॉन्ट्रास्ट, लाल बाण - ब्लॅक कॉन्ट्रास्ट एनजीएफ प्रदेशाचे प्रतिनिधित्व करते, मॅजेन्टा एरो पट दर्शवते.
प्रौढ आणि हस्तांतरित एफएस- आणि बीएस-एनजीएफएसच्या रासायनिक रचनांचे विश्लेषण एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) (चित्र 4) द्वारे केले गेले. मोजलेल्या स्पेक्ट्रा (अंजीर 4 ए, बी) मध्ये एक कमकुवत शिखर पाळले गेले, जे वाढलेल्या एफएस- आणि बीएस-एनजीएफएस (एनआयएजी) च्या एनआय सब्सट्रेट (850 ईव्ही) शी संबंधित आहे. हस्तांतरित एफएस- आणि बीएस-एनजीएफ/एसआयओ 2/एसआयच्या मोजलेल्या स्पेक्ट्रामध्ये कोणतीही शिखरे नाहीत (अंजीर 4 सी; बीएस-एनजीएफ/एसआयओ 2/एसआयसाठी समान परिणाम दर्शविला जात नाही), हे सूचित करते की हस्तांतरणानंतर कोणतेही अवशिष्ट एनआय दूषितता नाही. आकडेवारी 4 डी-एफ एफएस-एनजीएफ/एसआयओ 2/सी च्या सी 1 एस, ओ 1 एस आणि एसआय 2 पी उर्जा पातळीचे उच्च-रिझोल्यूशन स्पेक्ट्रा दर्शविते. ग्रेफाइटच्या सी 1 एसची बंधनकारक उर्जा 284.4 ईव्ही 53.54 आहे. आकृती 4 डी 54 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ग्रेफाइट शिखरांचे रेखीय आकार सामान्यत: असममित मानले जाते. उच्च-रिझोल्यूशन कोअर-लेव्हल सी 1 एस स्पेक्ट्रम (अंजीर 4 डी) देखील शुद्ध हस्तांतरण (म्हणजे, पॉलिमर अवशेष नाही) देखील पुष्टी केली, जे मागील अभ्यास 38 शी सुसंगत आहे. ताजे पिकलेल्या नमुन्याच्या सी 1 एस स्पेक्ट्राची लाइनविड्थ्स (एनआयएजी) आणि हस्तांतरणानंतर अनुक्रमे 0.55 आणि 0.62 ईव्ही आहेत. ही मूल्ये एसएलजी (एसआयओ 2 सब्सट्रेटवरील एसएलजीसाठी 0.49 ईव्ही) पेक्षा जास्त आहेत. 38. तथापि, ही मूल्ये उच्चभ्रू पायरोलाइटिक ग्राफीन नमुने (~ 0.75 ईव्ही) 53,54,55 साठी पूर्वी नोंदविलेल्या लाइनविड्थपेक्षा लहान आहेत, जे सध्याच्या सामग्रीमध्ये सदोष कार्बन साइटची अनुपस्थिती दर्शविते. सी 1 एस आणि ओ 1 एस ग्राउंड लेव्हल स्पेक्ट्रामध्ये खांद्यावर देखील कमतरता आहे, ज्यामुळे उच्च-रिझोल्यूशन पीक डेकोनव्होल्यूशन 54 ची आवश्यकता दूर होते. सुमारे 291.1 ईव्हीच्या आसपास एक π → π* उपग्रह शिखर आहे, जे बहुतेकदा ग्रेफाइट नमुन्यांमध्ये पाहिले जाते. एसआय 2 पी आणि ओ 1 एस कोर लेव्हल स्पेक्ट्रामधील 103 ईव्ही आणि 532.5 ईव्ही सिग्नल अनुक्रमे एसआयओ 2 56 सब्सट्रेटला दिले जातात. एक्सपीएस हे एक पृष्ठभाग-संवेदनशील तंत्र आहे, म्हणून अनुक्रमे एनजीएफ हस्तांतरणाच्या आधी आणि नंतर आढळलेल्या एनआय आणि एसआयओ 2 शी संबंधित सिग्नल एफएलजी प्रदेशातून उद्भवतात असे गृहित धरले जाते. हस्तांतरित बीएस-एनजीएफ नमुन्यांसाठी (दर्शविलेले नाही) असेच परिणाम पाळले गेले.
एनआयएजी एक्सपीएस निकालः (एसी) अनुक्रमे बीएस-एनजीएफ/एनआय, बीएस-एनजीएफ/एनआय आणि हस्तांतरित एफएस-एनजीएफ/एसआयओ 2/सी च्या वेगवेगळ्या मूलभूत अणु रचनांचे सर्वेक्षण स्पेक्ट्रा. (डी-एफ) एफएस-एनजीएफ/एसआयओ 2/एसआय नमुन्यांच्या कोर लेव्हल सी 1 एस, ओ 1 एस आणि एसआय 2 पीचे उच्च-रिझोल्यूशन स्पेक्ट्रा.
हस्तांतरित एनजीएफ क्रिस्टल्सच्या एकूण गुणवत्तेचे मूल्यांकन एक्स-रे डिफरक्शन (एक्सआरडी) वापरून केले गेले. हस्तांतरित एफएस- आणि बीएस-एनजीएफ/एसआयओ 2/एसआयचे ठराविक एक्सआरडी नमुने (अंजीर. ? हे एनजीएफच्या उच्च क्रिस्टलीय गुणवत्तेची पुष्टी करते आणि डी = 0.335 एनएमच्या इंटरलेयर अंतरांशी संबंधित आहे, जे हस्तांतरण चरणानंतर राखले जाते. डिफ्रक्शन पीकची तीव्रता (0 0 0 2) डिफ्रक्शन पीक (0 0 0 4) च्या अंदाजे 30 पट आहे, हे दर्शविते की एनजीएफ क्रिस्टल प्लेन नमुना पृष्ठभागासह चांगले संरेखित आहे.
एसईएम, रमण स्पेक्ट्रोस्कोपी, एक्सपीएस आणि एक्सआरडीच्या निकालांनुसार, बीएस-एनजीएफ/एनआयची गुणवत्ता एफएस-एनजीएफ/नी सारखीच असल्याचे आढळले, जरी त्याची आरएमएस उग्रपणा किंचित जास्त होता (आकृती एसआय 2, एसआय 5) आणि एसआय 7).
पॉलिमर सपोर्ट लेयर्ससह 200 एनएम जाड एसएलजी पाण्यावर तरंगू शकतात. हा सेटअप सामान्यत: पॉलिमर-सहाय्यित ओल्या रासायनिक हस्तांतरण प्रक्रियेत 22,38 मध्ये वापरला जातो. ग्राफीन आणि ग्रेफाइट हायड्रोफोबिक (ओले कोन 80-90 °) 57 आहेत. ग्राफीन आणि एफएलजी या दोहोंच्या संभाव्य उर्जेच्या पृष्ठभागावर पृष्ठभाग 58 वर पाण्याच्या बाजूकडील हालचालींसाठी कमी संभाव्य उर्जा (~ 1 केजे/मोल) सह बरेच सपाट असल्याचे नोंदवले गेले आहे. तथापि, ग्राफीनसह पाण्याची गणना केलेली परस्परसंवाद आणि ग्राफीनचे तीन थर अंदाजे 13 आणि - 15 केजे/मोल, 58 अनुक्रमे आहेत, हे दर्शविते की एनजीएफ (सुमारे 300 थर) सह पाण्याचे संवाद ग्राफीनच्या तुलनेत कमी आहेत. फ्रीस्टँडिंग एनजीएफ पाण्याच्या पृष्ठभागावर सपाट राहण्याचे हे एक कारण असू शकते, तर फ्रीस्टेन्डिंग ग्राफीन (जे पाण्यात तरंगते) कुरळे करते आणि खाली तोडते. जेव्हा एनजीएफ पूर्णपणे पाण्यात बुडलेले असते (परिणाम खडबडीत आणि सपाट एनजीएफसाठी समान असतात), त्याच्या कडा वाकतात (आकृती एसआय 4). संपूर्ण विसर्जन करण्याच्या बाबतीत, अशी अपेक्षा आहे की एनजीएफ-वॉटर परस्परसंवादाची उर्जा जवळजवळ दुप्पट आहे (फ्लोटिंग एनजीएफच्या तुलनेत) आणि उच्च संपर्क कोन (हायड्रोफोबिसिटी) राखण्यासाठी एनजीएफ फोल्डच्या कडा. आमचा विश्वास आहे की एम्बेडेड एनजीएफच्या काठाचे कर्लिंग टाळण्यासाठी रणनीती विकसित केली जाऊ शकतात. एक दृष्टिकोन म्हणजे ग्रेफाइट फिल्म 59 च्या ओले प्रतिक्रियेचे सुधारित करण्यासाठी मिश्रित सॉल्व्हेंट्स वापरणे.
ओले रासायनिक हस्तांतरण प्रक्रियेद्वारे विविध प्रकारच्या सब्सट्रेट्समध्ये एसएलजीचे हस्तांतरण यापूर्वी नोंदवले गेले आहे. हे सामान्यत: स्वीकारले जाते की ग्राफीन/ग्रेफाइट चित्रपट आणि सब्सट्रेट्स दरम्यान कमकुवत व्हॅन डेर वाल्स सैन्याने अस्तित्त्वात आहे (असू शकते की एसआयओ 2/एसआय 38,41,46,60, एसआयसी 38, एयू 42, एसआय पिलर्स 22 आणि लेसी कार्बन फिल्म्स 30, 34 किंवा पॉलिमाइड 37 सारख्या लवचिक सब्सट्रेट्स. येथे आम्ही असे गृहीत धरतो की समान प्रकारच्या परस्परसंवादाचा परिणाम होतो. आम्ही यांत्रिक हाताळणी दरम्यान (व्हॅक्यूम आणि/किंवा वातावरणीय परिस्थितीत किंवा स्टोरेज दरम्यान वैशिष्ट्यीकरणादरम्यान येथे सादर केलेल्या कोणत्याही सब्सट्रेट्ससाठी एनजीएफचे कोणतेही नुकसान किंवा सोलण्याचे पालन केले नाही (उदा. आकृती 2, एसआय 7 आणि एसआय 9). याव्यतिरिक्त, आम्ही एनजीएफ/एसआयओ 2/एसआय नमुना (चित्र 4) च्या कोर लेव्हलच्या एक्सपीएस सी 1 एस स्पेक्ट्रममध्ये एसआयसी पीक पाळले नाही. हे परिणाम सूचित करतात की एनजीएफ आणि लक्ष्य सब्सट्रेट दरम्यान कोणतेही रासायनिक बंध नाही.
मागील विभागात, “एफएस- आणि बीएस-एनजीएफचे पॉलिमर-फ्री ट्रान्सफर,” आम्ही असे सिद्ध केले की एनजीएफ निकेल फॉइलच्या दोन्ही बाजूंनी वाढू शकते आणि हस्तांतरित करू शकते. हे एफएस-एनजीएफ आणि बीएस-एनजीएफ पृष्ठभागाच्या उग्रपणाच्या बाबतीत एकसारखे नाहीत, ज्यामुळे आम्हाला प्रत्येक प्रकारच्या सर्वात योग्य अनुप्रयोगांचे अन्वेषण करण्यास प्रवृत्त केले.
एफएस-एनजीएफची पारदर्शकता आणि नितळ पृष्ठभाग लक्षात घेता, आम्ही त्याची स्थानिक रचना, ऑप्टिकल आणि इलेक्ट्रिकल गुणधर्म अधिक तपशीलवार अभ्यास केला. पॉलिमर ट्रान्सफरशिवाय एफएस-एनजीएफची रचना आणि रचना ट्रान्समिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (टीईएम) इमेजिंग आणि निवडलेल्या क्षेत्र इलेक्ट्रॉन डिफरक्शन (एसएईडी) नमुना विश्लेषणाद्वारे दर्शविली गेली. संबंधित परिणाम आकृती 5 मध्ये दर्शविले आहेत. कमी मॅग्निफिकेशन प्लानर टीईएम इमेजिंगने एनजीएफ आणि एफएलजी प्रदेशांची भिन्न इलेक्ट्रॉन कॉन्ट्रास्ट वैशिष्ट्यांसह अनुक्रमे, म्हणजे गडद आणि उजळ क्षेत्रे उघडली (चित्र 5 ए). चित्रपट एकूणच एनजीएफ आणि एफएलजीच्या वेगवेगळ्या प्रदेशांमधील चांगली यांत्रिक अखंडता आणि स्थिरता दर्शविते, चांगले आच्छादित आणि कोणतेही नुकसान किंवा फाटलेले नाही, ज्याची पुष्टी एसईएम (आकृती 3) आणि उच्च मॅग्निफिकेशन टीईएम अभ्यास (आकृती 5 सी-ई) द्वारे देखील केली गेली. विशेषतः, अंजीर मध्ये आकृती 5 डी त्याच्या सर्वात मोठ्या भागावर पुलाची रचना दर्शविते (आकृती 5 डी मधील काळ्या ठिपके असलेल्या बाणाने चिन्हांकित केलेली स्थिती), जी त्रिकोणी आकाराने दर्शविली जाते आणि सुमारे 51 च्या रुंदीसह ग्राफीन थर असते. 0.33 ± 0.01 एनएमच्या इंटरप्लॅनर स्पेसिंगसह रचना आणखी अरुंद प्रदेशात (आकृती 5 डी मधील घन काळ्या बाणाच्या शेवटी) ग्राफीनच्या अनेक थरांमध्ये कमी केली गेली आहे.
कार्बन लेसी कॉपर ग्रीडवरील पॉलिमर-फ्री एनआयएजी नमुन्यांची प्लॅनर टीईएम प्रतिमा: (ए, बी) एनजीएफ आणि एफएलजी प्रदेशांसह कमी वाढीव टीईएम प्रतिमा, (सीई) पॅनेल-ए आणि पॅनेल-बी मधील विविध प्रदेशांच्या उच्च भिंग प्रतिमा समान रंगाचे बाण चिन्हांकित आहेत. पॅनेल्स ए आणि सी मधील हिरवे बाण तुळई संरेखन दरम्यान नुकसानीचे परिपत्रक दर्शविते. (एफ - आय) पॅनेल ए ते सी मध्ये, वेगवेगळ्या प्रदेशांमधील एसएईडी नमुने अनुक्रमे निळे, निळसर, केशरी आणि लाल मंडळांनी दर्शविले आहेत.
आकृती 5 सी मधील रिबन स्ट्रक्चर दर्शविते (लाल बाणाने चिन्हांकित केलेले) ग्रेफाइट जाळीच्या विमानांचे अनुलंब अभिमुखता दर्शविते, जे जास्तीत जास्त बिनविरोध कातरलेल्या तणावामुळे 30,61,62 च्या जादा तणावामुळे चित्रपटाच्या बाजूने नॅनोफोल्ड्स (आकृती 5 सी मधील इनसेट) तयार झाल्यामुळे असू शकते. उच्च-रिझोल्यूशन टीईएम अंतर्गत, हे नॅनोफोल्ड्स 30 एनजीएफ प्रदेशाच्या उर्वरित भागांपेक्षा भिन्न क्रिस्टलोग्राफिक अभिमुखता दर्शवितात; ग्रेफाइट जाळीची बेसल प्लेन उर्वरित चित्रपटाच्या क्षैतिजांऐवजी (आकृती 5 सी मधील इनसेट) क्षैतिजपेक्षा जवळजवळ अनुलंब दिशेने आहेत. त्याचप्रमाणे, एफएलजी प्रदेश अधूनमधून रेषीय आणि अरुंद बँड-सारख्या पट (निळ्या बाणांनी चिन्हांकित केलेले) दर्शवितो, जे अनुक्रमे 5 बी, 5 ई मध्ये कमी आणि मध्यम वाढीवर दिसतात. आकृती 5E मधील इनसेट एफएलजी सेक्टरमध्ये दोन आणि तीन-स्तरांच्या ग्राफीन थरांच्या उपस्थितीची पुष्टी करते (इंटरप्लानर अंतर 0.33 ± 0.01 एनएम), जे आमच्या मागील निकालांसह चांगल्या करारात आहे. याव्यतिरिक्त, पॉलिमर-फ्री एनजीएफच्या रेकॉर्ड केलेल्या एसईएम प्रतिमा लेसी कार्बन फिल्म्स (टॉप-व्ह्यू टीईएम मोजमाप केल्यानंतर) सह कॉपर ग्रीड्सवर हस्तांतरित केली गेली आहेत. फिगर एसआय 9 एफ मधील विहीर निलंबित एफएलजी प्रदेश (निळ्या बाणासह चिन्हांकित) आणि तुटलेली प्रदेश. निळा बाण (हस्तांतरित एनजीएफच्या काठावर) हेतुपुरस्सर हे दर्शविण्यासाठी सादर केले गेले आहे की एफएलजी प्रदेश पॉलिमरशिवाय हस्तांतरण प्रक्रियेचा प्रतिकार करू शकतो. थोडक्यात, या प्रतिमा पुष्टी करतात की टीईएम आणि एसईएम मोजमाप (आकृती एसआय 9) दरम्यान कठोर हाताळणी आणि उच्च व्हॅक्यूमच्या संपर्कात आल्यानंतरही अंशतः निलंबित एनजीएफ (एफएलजी प्रदेशासह) यांत्रिक अखंडता राखते.
एनजीएफच्या उत्कृष्ट सपाटपणामुळे (आकृती 5 ए पहा), एसएईडी संरचनेचे विश्लेषण करण्यासाठी [0001] डोमेन अक्ष असलेल्या फ्लेक्सला अभिमुख करणे कठीण नाही. चित्रपटाची स्थानिक जाडी आणि त्याच्या स्थानावर अवलंबून, इलेक्ट्रॉन विवर्तन अभ्यासासाठी अनेक आवडीचे क्षेत्र (12 गुण) ओळखले गेले. आकडेवारी 5 ए - सी मध्ये, यापैकी चार विशिष्ट प्रदेश रंगीत मंडळे (निळे, निळसर, केशरी आणि लाल कोड) सह दर्शविले गेले आहेत आणि चिन्हांकित केले आहेत. एसएईडी मोडसाठी आकडेवारी 2 आणि 3. आकडेवारी 5 आणि 5 मध्ये दर्शविलेल्या एफएलजी प्रदेशातून आकडेवारी 5 एफ आणि जी अनुक्रमे 5 बी आणि सी मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे प्राप्त झाले. त्यांच्याकडे ट्विस्टेड ग्राफीन 63 प्रमाणेच षटकोनी रचना आहे. विशेषतः, आकृती 5 एफ [0001] झोन अक्षाच्या समान अभिमुखतेसह तीन सुपरइम्पोज्ड नमुने दर्शविते, 10 ° आणि 20 by ने फिरविले गेले आहे, (10-10) प्रतिबिंबांच्या तीन जोड्यांच्या कोनीय जुळण्याद्वारे पुरावा आहे. त्याचप्रमाणे, आकृती 5 जी 20 by ने फिरविलेले दोन सुपरइम्पोज्ड हेक्सागोनल नमुने दर्शविते. एफएलजी प्रदेशातील हेक्सागोनल नमुन्यांचे दोन किंवा तीन गट तीन विमानात किंवा विमानाच्या बाहेरील ग्राफीन स्तरांमधून उद्भवू शकतात 33 एकमेकांशी संबंधित फिरले. याउलट, आकृती 5 एच मधील इलेक्ट्रॉन विवर्तन नमुने, I (आकृती 5 ए मध्ये दर्शविलेल्या एनजीएफ प्रदेशाशी संबंधित) एकल [0001] नमुना एकूण उच्च बिंदू विवर्तन तीव्रतेसह दर्शवितो, ज्यास जास्त सामग्रीच्या जाडीशी संबंधित आहे. हे एसएईडी मॉडेल्स एफएलजीपेक्षा जाड ग्राफिक स्ट्रक्चर आणि इंटरमीडिएट ओरिएंटेशनशी संबंधित आहेत, जसे की निर्देशांक 64 पासून अनुमान काढले गेले आहे. एनजीएफच्या क्रिस्टलीय गुणधर्मांच्या वैशिष्ट्यीकरणामुळे दोन किंवा तीन सुपरइम्पोज्ड ग्रेफाइट (किंवा ग्राफीन) क्रिस्टलाइट्सचे सहजीवन दिसून आले. एफएलजी प्रदेशात विशेषत: उल्लेखनीय म्हणजे क्रिस्टलाइट्समध्ये विमानात किंवा विमान नसलेल्या चुकीच्या चुकीची विशिष्ट डिग्री असते. 17 °, 22 ° आणि 25 of च्या इन-प्लेन रोटेशन कोनासह ग्रेफाइट कण/थर पूर्वी एनआय 64 चित्रपटांवर उगवलेल्या एनजीएफसाठी नोंदवले गेले आहेत. या अभ्यासामध्ये साजरा केलेली रोटेशन कोन मूल्ये ट्विस्टेड बीएलजी 63 ग्राफीनसाठी पूर्वी साजरा केलेल्या रोटेशन कोनात (± 1 °) सुसंगत आहेत.
एनजीएफ/एसआयओ 2/एसआयचे विद्युत गुणधर्म 10 × 3 मिमी 2 च्या क्षेत्रापेक्षा 300 के वर मोजले गेले. इलेक्ट्रॉन कॅरियर एकाग्रता, गतिशीलता आणि चालकता मूल्ये अनुक्रमे 1.6 × 1020 सेमी -3, 220 सेमी 2 व्ही -1 सी -1 आणि 2000 एस-सीएम -1 आहेत. आमच्या एनजीएफची गतिशीलता आणि चालकता मूल्ये नैसर्गिक ग्रेफाइट 2 सारखीच आहेत आणि व्यावसायिकदृष्ट्या उपलब्ध उच्चभ्रू पायरोलाइटिक ग्रेफाइट (3000 डिग्री सेल्सियसवर उत्पादित) 29 पेक्षा जास्त आहेत. उच्च-तापमान (3200 डिग्री सेल्सियस) पॉलिमाइड शीट 20 वापरुन तयार केलेल्या मायक्रॉन-जाड ग्रेफाइट चित्रपटांसाठी अलीकडे नोंदविलेल्या (7.25 × 10 सेमी -3) च्या तुलनेत साजरा केलेले इलेक्ट्रॉन कॅरियर एकाग्रता मूल्ये दोन ऑर्डर आहेत.
आम्ही क्वार्ट्ज सब्सट्रेट्स (आकृती 6) मध्ये हस्तांतरित केलेल्या एफएस-एनजीएफ वर अतिनील-दृश्यमान ट्रान्समिटन्स मोजमाप देखील केले. परिणामी स्पेक्ट्रममध्ये –––-– ० एनएम श्रेणीत जवळजवळ स्थिर संक्रमण दर्शविले जाते, हे दर्शविते की एनजीएफ दृश्यमान प्रकाशासाठी अर्धपारदर्शक आहे. खरं तर, “कॉस्ट” हे नाव आकृती 6 बी मधील नमुन्याच्या डिजिटल छायाचित्रात पाहिले जाऊ शकते. जरी एनजीएफची नॅनोक्रिस्टलिन रचना एसएलजीच्या तुलनेत भिन्न आहे, परंतु अतिरिक्त लेयर 65 प्रति 2.3% ट्रान्समिशन लॉसच्या नियमांचा वापर करून थरांची संख्या अंदाजे अंदाजे केली जाऊ शकते. या संबंधानुसार, 38% ट्रान्समिशन तोटा सह ग्राफीन थरांची संख्या 21 आहे. प्रौढ एनजीएफमध्ये प्रामुख्याने 300 ग्राफीन थर असतात, म्हणजे सुमारे 100 एनएम जाड (चित्र 1, एसआय 5 आणि एसआय 7). म्हणूनच, आम्ही असे गृहीत धरतो की साजरा केलेला ऑप्टिकल पारदर्शकता एफएलजी आणि एमएलजी प्रदेशांशी संबंधित आहे, कारण ते संपूर्ण चित्रपटात वितरित केले गेले आहेत (अंजीर. 1, 3, 5 आणि 6 सी). वरील स्ट्रक्चरल डेटा व्यतिरिक्त, चालकता आणि पारदर्शकता देखील हस्तांतरित एनजीएफच्या उच्च क्रिस्टलीय गुणवत्तेची पुष्टी करते.
(ए) अतिनील-दृश्यमान ट्रान्समिटन्स मोजमाप, (ब) प्रतिनिधी नमुना वापरुन क्वार्ट्जवर टिपिकल एनजीएफ हस्तांतरण. (सी) संपूर्ण नमुन्यात राखाडी यादृच्छिक आकार म्हणून समान रीतीने वितरित एफएलजी आणि एमएलजी प्रदेशांसह एनजीएफ (डार्क बॉक्स) चे योजनाबद्ध (आकृती 1 पहा) (अंदाजे. 0.1-3% क्षेत्र प्रति 100 μ मी 2). आकृतीमधील यादृच्छिक आकार आणि त्यांचे आकार केवळ स्पष्टीकरणात्मक हेतूंसाठी आहेत आणि वास्तविक क्षेत्राशी संबंधित नाहीत.
सीव्हीडीने पिकविलेले अर्धपारदर्शक एनजीएफ यापूर्वी बेअर सिलिकॉन पृष्ठभागावर हस्तांतरित केले गेले आहे आणि सौर पेशी 15,16 मध्ये वापरले गेले आहे. परिणामी उर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता (पीसीई) 1.5%आहे. हे एनजीएफ सक्रिय कंपाऊंड लेयर्स, चार्ज ट्रान्सपोर्ट मार्ग आणि पारदर्शक इलेक्ट्रोड्स 15,16 सारख्या अनेक कार्ये करतात. तथापि, ग्रेफाइट फिल्म एकसमान नाही. ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडच्या शीट प्रतिरोध आणि ऑप्टिकल ट्रान्समिटन्सवर काळजीपूर्वक नियंत्रित करून पुढील ऑप्टिमायझेशन आवश्यक आहे, कारण या दोन गुणधर्म सौर सेल 15,16 चे पीसीई मूल्य निश्चित करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. थोडक्यात, ग्राफीन चित्रपट दृश्यमान प्रकाशासाठी 97.7% पारदर्शक असतात, परंतु 200-3000 ओम/चौरस .16 चा शीट प्रतिरोध आहे. ग्रॅफिन चित्रपटांचा पृष्ठभाग प्रतिकार थरांची संख्या (ग्राफीन थरांचे एकाधिक हस्तांतरण) आणि एचएनओ 3 (~ 30 ओम/चौ.) 66 सह डोपिंगद्वारे कमी केले जाऊ शकते. तथापि, या प्रक्रियेस बराच वेळ लागतो आणि भिन्न हस्तांतरण स्तर नेहमीच चांगला संपर्क राखत नाहीत. आमच्या समोरच्या एनजीएफमध्ये चालकता 2000 एस/सेमी, फिल्म शीट प्रतिरोध 50 ओम/चौरस सारखे गुणधर्म आहेत. आणि 62% पारदर्शकता, यामुळे सौर पेशी 15,16 मधील प्रवाहकीय वाहिन्यांसाठी किंवा काउंटर इलेक्ट्रोड्ससाठी एक व्यवहार्य पर्याय बनला आहे.
जरी बीएस-एनजीएफची रचना आणि पृष्ठभाग रसायनशास्त्र एफएस-एनजीएफसारखेच आहे, परंतु त्याची उग्रपणा भिन्न आहे ("एफएस- आणि बीएस-एनजीएफची वाढ"). पूर्वी, आम्ही गॅस सेन्सर म्हणून अल्ट्रा-पातळ फिल्म ग्रेफाइट 22 वापरला. म्हणूनच, आम्ही गॅस सेन्सिंग कार्यांसाठी बीएस-एनजीएफ वापरण्याच्या व्यवहार्यतेची चाचणी केली (आकृती एसआय 10). प्रथम, बीएस-एनजीएफचे एमएम 2-आकाराचे भाग इंटरडिजिटेटिंग इलेक्ट्रोड सेन्सर चिप (फिगर सी 10 ए-सी) वर हस्तांतरित केले गेले. चिपचे उत्पादन तपशील यापूर्वी नोंदवले गेले होते; त्याचे सक्रिय संवेदनशील क्षेत्र 9 मिमी 267 आहे. एसईएम प्रतिमांमध्ये (आकृती सी 10 बी आणि सी), एनजीएफद्वारे अंतर्निहित सोन्याचे इलेक्ट्रोड स्पष्टपणे दृश्यमान आहे. पुन्हा, हे पाहिले जाऊ शकते की सर्व नमुन्यांसाठी एकसमान चिप कव्हरेज प्राप्त केली गेली. विविध वायूंचे गॅस सेन्सर मोजमाप नोंदवले गेले (अंजीर. एसआय 10 डी) (अंजीर. एसआय 11) आणि परिणामी प्रतिसाद दर अंजीरमध्ये दर्शविला गेला आहे. Si10g. एसओ 2 (200 पीपीएम), एच 2 (2%), सीएच 4 (200 पीपीएम), सीओ 2 (2%), एच 2 एस (200 पीपीएम) आणि एनएच 3 (200 पीपीएम) यासह इतर हस्तक्षेप करणार्‍या वायूंसह. एक संभाव्य कारण म्हणजे एनओ 2. गॅस 22,68 चे इलेक्ट्रोफिलिक स्वरूप. जेव्हा ग्रॅफिनच्या पृष्ठभागावर शोषले जाते तेव्हा ते सिस्टमद्वारे इलेक्ट्रॉनचे सध्याचे शोषण कमी करते. पूर्वी प्रकाशित केलेल्या सेन्सरसह बीएस-एनजीएफ सेन्सरच्या प्रतिसाद वेळ डेटाची तुलना टेबल एसआय 2 मध्ये सादर केली आहे. अतिनील प्लाझ्मा, ओ 3 प्लाझ्मा किंवा थर्मल (50-150 डिग्री सेल्सियस) वापरून एनजीएफ सेन्सर पुन्हा सक्रिय करण्याची यंत्रणा उघड्या नमुन्यांचा उपचार चालू आहे, त्यानंतर एम्बेडेड सिस्टम 69 च्या अंमलबजावणीनंतर आदर्शपणे.
सीव्हीडी प्रक्रियेदरम्यान, ग्रॅफिनची वाढ उत्प्रेरक सब्सट्रेट 41 च्या दोन्ही बाजूंनी होते. तथापि, ट्रान्सफर प्रोसेस 41 दरम्यान बीएस-ग्रॅफिन सहसा बाहेर काढले जाते. या अभ्यासामध्ये, आम्ही असे दर्शवितो की उत्प्रेरक समर्थनाच्या दोन्ही बाजूंनी उच्च-गुणवत्तेची एनजीएफ वाढ आणि पॉलिमर-मुक्त एनजीएफ हस्तांतरण प्राप्त केले जाऊ शकते. बीएस-एनजीएफ एफएस-एनजीएफ (~ 100 एनएम) पेक्षा पातळ (~ 80 एनएम) आहे आणि हा फरक बीएस-एनआय थेट पूर्ववर्ती गॅसच्या प्रवाहाच्या संपर्कात नाही या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केला आहे. आम्हाला असेही आढळले की एनआयएआर सब्सट्रेटची उग्रता एनजीएफच्या उग्रपणावर परिणाम करते. हे परिणाम सूचित करतात की प्रौढ प्लानर एफएस-एनजीएफचा वापर ग्राफीनसाठी (एक्सफोलिएशन मेथड 70 द्वारे) किंवा सौर पेशी 15,16 मधील प्रवाहकीय चॅनेल म्हणून वापरला जाऊ शकतो. याउलट, बीएस-एनजीएफचा वापर गॅस शोधण्यासाठी (अंजीर. एसआय 9) आणि शक्यतो उर्जा साठवण प्रणालीसाठी 71,72 साठी वापरला जाईल जिथे त्याची पृष्ठभाग उग्रपणा उपयुक्त ठरेल.
वरील गोष्टी लक्षात घेता, सीव्हीडीने पिकविलेल्या आणि निकेल फॉइलचा वापर करून पूर्वी प्रकाशित केलेल्या ग्रेफाइट चित्रपटांसह सध्याचे कार्य एकत्र करणे उपयुक्त आहे. तक्ता 2 मध्ये पाहिल्याप्रमाणे, आम्ही वापरलेल्या उच्च दबावामुळे तुलनेने कमी तापमानात (850-11300 डिग्री सेल्सियसच्या श्रेणीत) प्रतिक्रिया वेळ (वाढीचा टप्पा) कमी झाला. आम्ही नेहमीपेक्षा जास्त वाढ देखील साध्य केली, जे विस्ताराची संभाव्यता दर्शविते. विचार करण्यासारखे इतर घटक आहेत, त्यातील काही आम्ही टेबलमध्ये समाविष्ट केले आहेत.
उत्प्रेरक सीव्हीडीने निकेल फॉइलवर दुहेरी बाजू असलेला उच्च-गुणवत्तेची एनजीएफ वाढविली. पारंपारिक पॉलिमर सब्सट्रेट्स (जसे की सीव्हीडी ग्राफीनमध्ये वापरल्या गेलेल्या) काढून टाकून, आम्ही विविध प्रक्रियेमध्ये एनजीएफ (निकेल फॉइलच्या मागील आणि समोरच्या बाजूंनी पिकलेल्या) स्वच्छ आणि दोष-मुक्त ओले हस्तांतरण प्राप्त करतो. उल्लेखनीय म्हणजे, एनजीएफमध्ये एफएलजी आणि एमएलजी प्रदेशांचा समावेश आहे (सामान्यत: 0.1% ते 3% प्रति 100 µm2) जो जाड चित्रपटात रचनात्मकदृष्ट्या चांगल्या प्रकारे समाकलित केला जातो. प्लॅनर टीईएम दर्शविते की हे प्रदेश दोन ते तीन ग्रेफाइट/ग्राफीन कण (अनुक्रमे क्रिस्टल्स किंवा थर) च्या स्टॅकचे बनलेले आहेत, त्यातील काही रोटेशनल जुळत नाहीत. एफएलजी आणि एमएलजी प्रदेश दृश्यमान प्रकाशासाठी एफएस-एनजीएफच्या पारदर्शकतेसाठी जबाबदार आहेत. मागील पत्रकांविषयी, ते समोरच्या पत्रकांच्या समांतर वाहून जाऊ शकतात आणि दर्शविल्याप्रमाणे, कार्यशील हेतू असू शकतो (उदाहरणार्थ, गॅस शोधण्यासाठी). हे अभ्यास औद्योगिक स्केल सीव्हीडी प्रक्रियेतील कचरा आणि खर्च कमी करण्यासाठी खूप उपयुक्त आहेत.
सर्वसाधारणपणे, सीव्हीडी एनजीएफची सरासरी जाडी (लो- आणि मल्टी-लेयर) ग्राफीन आणि औद्योगिक (मायक्रोमीटर) ग्रेफाइट शीट्स दरम्यान असते. आम्ही त्यांच्या उत्पादन आणि वाहतुकीसाठी विकसित केलेल्या सोप्या पद्धतीसह त्यांच्या मनोरंजक गुणधर्मांची श्रेणी, सध्या वापरल्या जाणार्‍या ऊर्जा-केंद्रित औद्योगिक उत्पादन प्रक्रियेचा खर्च न करता, या चित्रपटांना ग्रेफाइटच्या कार्यात्मक प्रतिसादासाठी आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी विशेषतः योग्य बनवते.
व्यावसायिक सीव्हीडी अणुभट्टी (आयएक्सट्रॉन 4 इंच बीएमपीआरओ) मध्ये 25-μm-जाड निकेल फॉइल (99.5% शुद्धता, गुडफेलो) स्थापित केले गेले. सिस्टमला आर्गॉनने शुद्ध केले गेले आणि 10-3 एमबीआरच्या बेस प्रेशरवर रिकामे केले. मग निकेल फॉइल ठेवण्यात आले. एआर/एच 2 मध्ये (5 मिनिटांसाठी एनआय फॉइलच्या पूर्व-अनीक्शननंतर, फॉइलला 500 एमबीआरच्या दबाव 900 डिग्री सेल्सिअस तापमानात उघडकीस आला. एनजीएफ 5 मिनिटांसाठी सीएच 4/एच 2 (100 सेमी 3) च्या प्रवाहामध्ये जमा केले गेले. नंतर एआर फ्लो (4000 सेमी 3) च्या खाली असलेल्या 700 ° से.
नमुन्याचे पृष्ठभाग मॉर्फोलॉजी झीस मर्लिन मायक्रोस्कोप (1 केव्ही, 50 पीए) वापरून एसईएमद्वारे दृश्यमान केले गेले. नमुना पृष्ठभाग उग्रपणा आणि एनजीएफ जाडी एएफएम (परिमाण चिन्ह एसपीएम, ब्रूकर) वापरून मोजली गेली. अंतिम निकाल मिळविण्यासाठी एफईआय टायटॅन 80-300 क्यूबिड मायक्रोस्कोप, एक उच्च ब्राइटनेस फील्ड एमिशन गन (300 केव्ही), एफईआय वियन प्रकार मोनोक्रोमेटर आणि सीईओ लेन्सच्या गोलाकार विक्रेत्याने सुसज्ज फी आणि एसएईडी मोजमाप केले गेले. स्थानिक रिझोल्यूशन 0.09 एनएम. फ्लॅट टीईएम इमेजिंग आणि एसएईडी स्ट्रक्चर विश्लेषणासाठी एनजीएफचे नमुने कार्बन लेसी लेपित कॉपर ग्रीडमध्ये हस्तांतरित केले गेले. अशाप्रकारे, बहुतेक नमुने फ्लोक्स सहाय्यक पडद्याच्या छिद्रांमध्ये निलंबित केले जातात. एक्सआरडीद्वारे हस्तांतरित एनजीएफच्या नमुन्यांचे विश्लेषण केले गेले. बीम स्पॉट व्यासासह क्यू रेडिएशन स्रोत वापरुन पावडर डिफ्रॅक्टोमीटर (ब्रुकर, डी 2 फेज शिफ्टर, 1.5418 Å आणि लिंक्सी डिटेक्टर) वापरून एक्स-रे विवर्तन नमुने प्राप्त केले गेले.
एकत्रीकरण कॉन्फोकल मायक्रोस्कोप (अल्फा 300 आरए, विटेक) वापरून अनेक रमण पॉईंट मोजमापांची नोंद केली गेली. थर्मली प्रेरित प्रभाव टाळण्यासाठी कमी उत्तेजन शक्ती (25%) सह 532 एनएम लेसर वापरला गेला. एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) क्रॅटोस अ‍ॅक्सिस अल्ट्रा स्पेक्ट्रोमीटरवर 300 × 700 μm2 च्या नमुना क्षेत्रावर केले गेले होते. एसआयओ 2 वर हस्तांतरित केलेले एनजीएफ नमुने पीएलएस 6 एमडब्ल्यू (1.06 μ एम) यिटेरबियम फायबर लेसर 30 डब्ल्यू. कॉपर वायर संपर्क (50 μ मी जाड) वापरून तुकडे केले गेले (3 × 10 मिमी 2 प्रत्येकी). या नमुन्यांवर 300 के आणि भौतिक गुणधर्म मोजमाप प्रणालीमध्ये (पीपीएमएस एव्हर्कूल -२, क्वांटम डिझाईन, यूएसए) चुंबकीय क्षेत्रातील भिन्नता या नमुन्यांवर इलेक्ट्रिकल ट्रान्सपोर्ट आणि हॉल इफेक्ट प्रयोग केले गेले. क्वार्ट्ज सब्सट्रेट्स आणि क्वार्ट्ज संदर्भ नमुन्यांमध्ये हस्तांतरित केलेल्या 350-800 एनएम एनजीएफ श्रेणीतील लॅम्बडा 950 यूव्ही - व्हिज स्पेक्ट्रोफोटोमीटरचा वापर करून प्रसारित अतिनील स्पेक्ट्रा रेकॉर्ड केले गेले.
रासायनिक प्रतिरोधक सेन्सर (इंटरडिजिटेड इलेक्ट्रोड चिप) सानुकूल मुद्रित सर्किट बोर्ड 73 वर वायर केले गेले आणि प्रतिकार क्षणिकपणे काढला गेला. डिव्हाइस ज्या मुद्रित सर्किट बोर्डवर आहे ते संपर्क टर्मिनलशी जोडलेले आहे आणि गॅस सेन्सिंग चेंबर 74 च्या आत ठेवलेले आहे. प्रतिकार मोजमाप 1 व्हीच्या व्होल्टेजवर काढले गेले होते ज्यायोगे सुगंध ते गॅस एक्सपोजरपर्यंत सतत स्कॅन आणि नंतर पुन्हा शुद्ध करा. आर्द्रतेसह चेंबरमध्ये उपस्थित असलेल्या इतर सर्व विश्लेषकांना काढून टाकण्यासाठी चेंबर सुरुवातीला नायट्रोजनसह 200 सेमी 3 वर 1 तासासाठी शुद्ध केले गेले. त्यानंतर वैयक्तिक विश्लेषकांना एन 2 सिलेंडर बंद करून 200 सेमी 3 च्या समान प्रवाह दराने चेंबरमध्ये हळूहळू सोडण्यात आले.
या लेखाची सुधारित आवृत्ती प्रकाशित केली गेली आहे आणि लेखाच्या शीर्षस्थानी असलेल्या दुव्याद्वारे प्रवेश केला जाऊ शकतो.
इनागाकी, एम. आणि कांग, एफ. कार्बन मटेरियल सायन्स आणि अभियांत्रिकी: मूलभूत. दुसरी आवृत्ती संपादित. 2014. 542.
पिअरसन, हो कार्बन, ग्रेफाइट, डायमंड आणि फुलरेन्सचे एचओ हँडबुक: गुणधर्म, प्रक्रिया आणि अनुप्रयोग. पहिली आवृत्ती संपादित केली गेली आहे. 1994, न्यू जर्सी.
तसाई, डब्ल्यू. एट अल. पारदर्शक पातळ प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड म्हणून मोठे क्षेत्र मल्टीलेयर ग्राफीन/ग्रेफाइट फिल्म. अर्ज. भौतिकशास्त्र. राईट. 95 (12), 123115 (2009).
ग्राफीन आणि नॅनोस्ट्रक्चर्ड कार्बन मटेरियलचे बालंदिन एए थर्मल गुणधर्म. नेट. मॅट. 10 (8), 569–581 (2011).
चेंग केवाय, ब्राउन पीडब्ल्यू आणि कॅहिल डीजी थर्मल कंडक्टिव्हिटी कमी-तापमान रासायनिक वाष्प जमा करून नी (111) वर पिकविलेल्या ग्रेफाइट फिल्म्सची थर्मल चालकता. क्रियाविशेषण मॅट. इंटरफेस 3, 16 (2016).
हेजडल, टी. रासायनिक वाष्प जमा करून ग्राफीन चित्रपटांची सतत वाढ. अर्ज. भौतिकशास्त्र. राईट. 98 (13), 133106 (2011).