Ni मा पारदर्शी ग्रेफाइट फिल्म बढाउँदै र यसको दुई-तर्फी पोलिमर-मुक्त स्थानान्तरण

Nature.com भ्रमण गर्नुभएकोमा धन्यवाद। तपाईंले प्रयोग गरिरहनुभएको ब्राउजरको संस्करणमा सीमित CSS समर्थन छ। उत्कृष्ट परिणामहरूको लागि, हामी तपाईंलाई आफ्नो ब्राउजरको नयाँ संस्करण प्रयोग गर्न सिफारिस गर्छौं (वा इन्टरनेट एक्सप्लोररमा अनुकूलता मोड असक्षम पार्नुहोस्)। यसैबीच, निरन्तर समर्थन सुनिश्चित गर्न, हामी स्टाइलिङ वा जाभास्क्रिप्ट बिना साइट प्रदर्शन गर्दैछौं।
नानोस्केल ग्रेफाइट फिल्महरू (NGFs) बलियो न्यानोमटेरियलहरू हुन् जुन उत्प्रेरक रासायनिक वाष्प निक्षेपणद्वारा उत्पादन गर्न सकिन्छ, तर तिनीहरूको स्थानान्तरणको सहजता र अर्को पुस्ताका उपकरणहरूमा सतह आकारविज्ञानले कसरी तिनीहरूको प्रयोगलाई असर गर्छ भन्ने बारेमा प्रश्नहरू बाँकी छन्। यहाँ हामी पोलिक्रिस्टलाइन निकल पन्नीको दुबै छेउमा NGF को वृद्धि (क्षेत्रफल ५५ सेमी२, मोटाई लगभग १०० एनएम) र यसको पोलिमर-मुक्त स्थानान्तरण (अगाडि र पछाडि, क्षेत्रफल ६ सेमी२ सम्म) रिपोर्ट गर्छौं। उत्प्रेरक पन्नीको आकारविज्ञानको कारण, दुई कार्बन फिल्महरू तिनीहरूको भौतिक गुणहरू र अन्य विशेषताहरूमा भिन्न हुन्छन् (जस्तै सतहको खस्रोपन)। हामी देखाउँछौं कि खस्रो पछाडिको भाग भएका NGF हरू NO2 पत्ता लगाउनको लागि राम्रोसँग उपयुक्त छन्, जबकि अगाडिको भागमा चिल्लो र अधिक प्रवाहकीय NGF हरू (२००० S/cm, पाना प्रतिरोध - ५० ohms/m2) व्यवहार्य कन्डक्टर हुन सक्छन्। सौर्य सेलको च्यानल वा इलेक्ट्रोड (किनकि यसले दृश्य प्रकाशको ६२% प्रसारण गर्दछ)। समग्रमा, वर्णन गरिएको वृद्धि र यातायात प्रक्रियाहरूले NGF लाई प्राविधिक अनुप्रयोगहरूको लागि वैकल्पिक कार्बन सामग्रीको रूपमा महसुस गर्न मद्दत गर्न सक्छ जहाँ ग्राफिन र माइक्रोन-बाक्लो ग्रेफाइट फिल्महरू उपयुक्त छैनन्।
ग्रेफाइट एक व्यापक रूपमा प्रयोग हुने औद्योगिक सामग्री हो। उल्लेखनीय रूपमा, ग्रेफाइटमा अपेक्षाकृत कम द्रव्यमान घनत्व र उच्च इन-प्लेन थर्मल र विद्युतीय चालकताका गुणहरू छन्, र कठोर थर्मल र रासायनिक वातावरणमा धेरै स्थिर छ1,2। फ्लेक ग्रेफाइट ग्राफिन अनुसन्धानको लागि एक प्रसिद्ध सुरुवात सामग्री हो3। पातलो फिल्महरूमा प्रशोधन गर्दा, यसलाई स्मार्टफोनहरू4,5,6,7 जस्ता इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको लागि ताप सिङ्कहरू, सेन्सरहरूमा सक्रिय सामग्रीको रूपमा8,9,10 र विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप सुरक्षाको लागि11.12 र चरम पराबैंगनी13,14 मा लिथोग्राफीको लागि फिल्महरू, सौर्य कोषहरूमा च्यानलहरू सञ्चालन गर्ने15,16 सहित विस्तृत दायरामा प्रयोग गर्न सकिन्छ। यी सबै अनुप्रयोगहरूको लागि, यदि न्यानोस्केल <100 nm मा नियन्त्रित मोटाई भएका ग्रेफाइट फिल्महरू (NGFs) को ठूला क्षेत्रहरू सजिलै उत्पादन र ढुवानी गर्न सकिन्छ भने यो एक महत्त्वपूर्ण फाइदा हुनेछ।
ग्रेफाइट फिल्महरू विभिन्न विधिहरूद्वारा उत्पादन गरिन्छ। एउटा अवस्थामा, ग्राफिन फ्लेक्सहरू उत्पादन गर्न इम्बेडिङ र विस्तार र त्यसपछि एक्सफोलिएशन प्रयोग गरिएको थियो10,11,17। फ्लेक्सहरूलाई आवश्यक मोटाईको फिल्महरूमा थप प्रशोधन गर्नुपर्छ, र बाक्लो ग्रेफाइट पानाहरू उत्पादन गर्न प्रायः धेरै दिन लाग्छ। अर्को दृष्टिकोण ग्राफिटेबल ठोस पूर्ववर्तीहरूसँग सुरु गर्नु हो। उद्योगमा, पोलिमरका पानाहरूलाई कार्बनाइज्ड (१०००-१५०० डिग्री सेल्सियसमा) गरिन्छ र त्यसपछि राम्रोसँग संरचित तहयुक्त सामग्रीहरू बनाउन (२८००-३२०० डिग्री सेल्सियसमा) ग्राफिटाइज गरिन्छ। यद्यपि यी फिल्महरूको गुणस्तर उच्च छ, ऊर्जा खपत महत्त्वपूर्ण छ1,18,19 र न्यूनतम मोटाई केही माइक्रोनहरूमा सीमित छ1,18,19,20।
उत्प्रेरक रासायनिक वाष्प निक्षेपण (CVD) उच्च संरचनात्मक गुणस्तर र उचित लागत २१,२२,२३,२४,२५,२६,२७ सहित ग्राफिन र अल्ट्राथिन ग्रेफाइट फिल्महरू (<१० एनएम) उत्पादन गर्ने एक प्रसिद्ध विधि हो। यद्यपि, ग्राफिन र अल्ट्राथिन ग्रेफाइट फिल्महरूको वृद्धिको तुलनामा २८, CVD प्रयोग गरेर NGF को ठूलो क्षेत्रफलको वृद्धि र/वा प्रयोग अझ कम अन्वेषण गरिएको छ ११,१३,२९,३०,३१,३२,३३।
CVD-उब्जाइएको ग्राफिन र ग्रेफाइट फिल्महरू प्रायः कार्यात्मक सब्सट्रेटहरूमा स्थानान्तरण गर्न आवश्यक पर्दछ34। यी पातलो फिल्म स्थानान्तरणहरूमा दुई मुख्य विधिहरू समावेश छन्35: (1) गैर-एच स्थानान्तरण36,37 र (2) एच-आधारित भिजेको रासायनिक स्थानान्तरण (सब्सट्रेट समर्थित)14,34,38। प्रत्येक विधिका केही फाइदाहरू र बेफाइदाहरू छन् र अन्यत्र वर्णन गरिए अनुसार, अभिप्रेत अनुप्रयोगको आधारमा चयन गर्नुपर्छ35,39। उत्प्रेरक सब्सट्रेटहरूमा उब्जाइएको ग्राफिन/ग्रेफाइट फिल्महरूको लागि, भिजेको रासायनिक प्रक्रियाहरू मार्फत स्थानान्तरण (जसमध्ये पोलिमिथाइल मेथाक्रिलेट (PMMA) सबैभन्दा बढी प्रयोग हुने समर्थन तह हो) पहिलो रोजाइ रहन्छ13,30,34,38,40,41,42। तपाईं आदि। यो उल्लेख गरिएको थियो कि NGF स्थानान्तरणको लागि कुनै पोलिमर प्रयोग गरिएको थिएन (नमूना आकार लगभग 4 सेमी2)25,43, तर स्थानान्तरणको समयमा नमूना स्थिरता र/वा ह्यान्डलिङको बारेमा कुनै विवरण प्रदान गरिएको थिएन; पोलिमरहरू प्रयोग गर्ने भिजेको रसायन प्रक्रियाहरूमा धेरै चरणहरू हुन्छन्, जसमा बलिदान पोलिमर तहको प्रयोग र त्यसपछि हटाउने समावेश छ30,38,40,41,42। यस प्रक्रियाका बेफाइदाहरू छन्: उदाहरणका लागि, पोलिमर अवशेषहरूले बढेको फिल्मको गुणहरू परिवर्तन गर्न सक्छन्38। थप प्रशोधनले अवशिष्ट पोलिमर हटाउन सक्छ, तर यी अतिरिक्त चरणहरूले फिल्म उत्पादनको लागत र समय बढाउँछन्38,40। CVD वृद्धिको क्रममा, ग्राफिनको तह उत्प्रेरक पन्नीको अगाडिको छेउमा (स्टीम प्रवाहको सामना गर्ने पक्ष) मात्र नभई यसको पछाडिको छेउमा पनि जम्मा गरिन्छ। यद्यपि, पछिल्लोलाई फोहोर उत्पादन मानिन्छ र नरम प्लाज्माद्वारा छिटो हटाउन सकिन्छ38,41। यो फिल्म पुन: प्रयोग गर्नाले उत्पादनलाई अधिकतम बनाउन मद्दत गर्न सक्छ, यदि यो फेस कार्बन फिल्म भन्दा कम गुणस्तरको छ भने पनि।
यहाँ, हामी CVD द्वारा पोलिक्रिस्टलाइन निकल पन्नीमा उच्च संरचनात्मक गुणस्तरको साथ NGF को वेफर-स्केल द्विफेसियल वृद्धिको तयारीको रिपोर्ट गर्छौं। पन्नीको अगाडि र पछाडिको सतहको खस्रोपनले NGF को आकारविज्ञान र संरचनालाई कसरी असर गर्छ भनेर मूल्याङ्कन गरिएको थियो। हामी निकल पन्नीको दुबै छेउबाट बहु-कार्यात्मक सब्सट्रेटहरूमा NGF को लागत-प्रभावी र वातावरणमैत्री पोलिमर-मुक्त स्थानान्तरण पनि प्रदर्शन गर्छौं र अगाडि र पछाडिका फिल्महरू विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि कसरी उपयुक्त छन् भनेर देखाउँछौं।
निम्न खण्डहरूले स्ट्याक्ड ग्राफिन तहहरूको संख्याको आधारमा विभिन्न ग्रेफाइट फिल्म मोटाईहरूको बारेमा छलफल गर्दछ: (i) एकल तह ग्राफिन (SLG, १ तह), (ii) केही तह ग्राफिन (FLG, < १० तह), (iii) बहु-तह ग्राफिन (MLG, १०-३० तह) र (iv) NGF (~३०० तह)। पछिल्लो क्षेत्रफलको प्रतिशतको रूपमा व्यक्त गरिएको सबैभन्दा सामान्य मोटाई हो (प्रति १०० µm2 लगभग ९७% क्षेत्र)३०। त्यसैले सम्पूर्ण फिल्मलाई केवल NGF भनिन्छ।
ग्राफिन र ग्रेफाइट फिल्महरूको संश्लेषणको लागि प्रयोग गरिने पोलिक्रिस्टलाइन निकल फोइलहरूको निर्माण र त्यसपछिको प्रशोधनको परिणामस्वरूप फरक बनावट हुन्छ। हामीले हालै NGF30 को वृद्धि प्रक्रियालाई अनुकूलन गर्न गरिएको एउटा अध्ययनको रिपोर्ट गरेका छौं। हामीले देखाउँछौं कि वृद्धि चरणमा एनिलिङ समय र चेम्बरको दबाब जस्ता प्रक्रिया प्यारामिटरहरूले एकरूप मोटाईको NGF प्राप्त गर्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। यहाँ, हामीले निकल फोइलको पालिश गरिएको अगाडि (FS) र अनपोलिश गरिएको पछाडि (BS) सतहहरूमा NGF को वृद्धिको थप अनुसन्धान गर्यौं (चित्र 1a)। तालिका 1 मा सूचीबद्ध तीन प्रकारका नमूनाहरू FS र BS जाँच गरियो। दृश्य निरीक्षणमा, निकल फोइल (NiAG) को दुबै छेउमा NGF को एकरूप वृद्धि बल्क Ni सब्सट्रेटको रंग परिवर्तन द्वारा एक विशेषता धातुको चाँदीको खैरोबाट म्याट खैरो रंगमा देख्न सकिन्छ (चित्र 1a); सूक्ष्म मापन पुष्टि गरियो (चित्र 1b, c)। उज्यालो क्षेत्रमा अवलोकन गरिएको र चित्र 1b मा रातो, नीलो र सुन्तला तीरहरू द्वारा संकेत गरिएको FS-NGF को एक विशिष्ट रमन स्पेक्ट्रम चित्र 1c मा देखाइएको छ। ग्रेफाइट G (१६८३ cm−१) र २D (२६९६ cm−१) को विशेषतायुक्त रमन चुचुराहरूले अत्यधिक क्रिस्टलीय NGF को वृद्धि पुष्टि गर्दछ (चित्र १c, तालिका SI1)। फिल्मभरि, तीव्रता अनुपात (I2D/IG) ~०.३ भएको रमन स्पेक्ट्राको प्रबलता अवलोकन गरिएको थियो, जबकि I2D/IG = ०.८ भएको रमन स्पेक्ट्रा विरलै अवलोकन गरिएको थियो। सम्पूर्ण फिल्ममा दोषपूर्ण चुचुराहरू (D = १३५० cm-१) को अनुपस्थितिले NGF वृद्धिको उच्च गुणस्तरलाई संकेत गर्दछ। BS-NGF नमूनामा समान रमन परिणामहरू प्राप्त गरिएका थिए (चित्र SI1 a र b, तालिका SI1)।
NiAG FS- र BS-NGF को तुलना: (a) वेफर स्केल (55 cm2) मा NGF वृद्धि देखाउने विशिष्ट NGF (NiAG) नमूनाको तस्बिर र परिणामस्वरूप BS- र FS-Ni पन्नी नमूनाहरू, (b) अप्टिकल माइक्रोस्कोपद्वारा प्राप्त FS-NGF छविहरू/Ni, (c) प्यानल b मा विभिन्न स्थानहरूमा रेकर्ड गरिएको विशिष्ट रमन स्पेक्ट्रा, (d, f) FS-NGF/Ni मा विभिन्न म्याग्निफिकेसनहरूमा SEM छविहरू, (e, g) विभिन्न म्याग्निफिकेसनहरूमा SEM छविहरू सेटहरू BS -NGF/Ni। नीलो तीरले FLG क्षेत्रलाई संकेत गर्दछ, सुन्तला तीरले MLG क्षेत्र (FLG क्षेत्र नजिक) लाई संकेत गर्दछ, रातो तीरले NGF क्षेत्रलाई संकेत गर्दछ, र म्याजेन्टा तीरले तहलाई संकेत गर्दछ।
वृद्धि प्रारम्भिक सब्सट्रेटको मोटाई, क्रिस्टल आकार, अभिमुखीकरण, र अन्न सीमाहरूमा निर्भर हुने भएकोले, ठूला क्षेत्रहरूमा NGF मोटाईको उचित नियन्त्रण प्राप्त गर्नु चुनौती नै रहन्छ20,34,44। यस अध्ययनले हामीले पहिले प्रकाशित गरेको सामग्री प्रयोग गर्‍यो30। यो प्रक्रियाले प्रति १०० µm230 मा 0.1 देखि 3% को उज्यालो क्षेत्र उत्पादन गर्दछ। निम्न खण्डहरूमा, हामी दुवै प्रकारका क्षेत्रहरूको लागि परिणामहरू प्रस्तुत गर्दछौं। उच्च म्याग्निफिकेसन SEM छविहरूले दुबै छेउमा धेरै उज्यालो कन्ट्रास्ट क्षेत्रहरूको उपस्थिति देखाउँछन् (चित्र 1f,g), जसले FLG र MLG क्षेत्रहरूको उपस्थितिलाई संकेत गर्दछ30,45। यो रमन स्क्याटरिङ (चित्र 1c) र TEM परिणामहरू ("FS-NGF: संरचना र गुणहरू" खण्डमा पछि छलफल गरिएको) द्वारा पनि पुष्टि गरिएको थियो। FS- र BS-NGF/Ni नमूनाहरू (Ni मा उब्जाइएको अगाडि र पछाडि NGF) मा अवलोकन गरिएको FLG र MLG क्षेत्रहरू पूर्व-एनिलिङको समयमा बनेको ठूलो Ni(111) अन्नहरूमा बढेको हुन सक्छ22,30,45। दुबै छेउमा तह अवलोकन गरिएको थियो (चित्र १ ख, बैजनी तीरले चिन्ह लगाइएको)। ग्रेफाइट र निकल सब्सट्रेट बीचको थर्मल विस्तारको गुणांकमा ठूलो भिन्नताको कारणले गर्दा यी तहहरू प्रायः CVD-उब्जाइएको ग्राफिन र ग्रेफाइट फिल्महरूमा पाइन्छन्।30,38।
AFM छविले पुष्टि गर्‍यो कि FS-NGF नमूना BS-NGF नमूना (चित्र SI1) (चित्र SI2) भन्दा फ्ल्याटर थियो। FS-NGF/Ni (चित्र SI2c) र BS-NGF/Ni (चित्र SI2d) को मूल औसत वर्ग (RMS) खुरदरापन मानहरू क्रमशः 82 र 200 nm छन् (20 × 20 μm2 को क्षेत्रफलमा मापन गरिएको)। प्राप्त अवस्था (चित्र SI3) मा निकल (NiAR) पन्नीको सतह विश्लेषणको आधारमा उच्च खुरदरापन बुझ्न सकिन्छ। FS र BS-NiAR का SEM छविहरू चित्र SI3a–d मा देखाइएका छन्, विभिन्न सतह रूपहरू प्रदर्शन गर्दै: पालिश गरिएको FS-Ni पन्नीमा न्यानो- र माइक्रोन-आकारको गोलाकार कणहरू छन्, जबकि अनपालिश गरिएको BS-Ni पन्नीमा उत्पादन भर्याङ प्रदर्शन गरिएको छ। उच्च शक्ति भएका कणहरूको रूपमा। र गिरावट। एनिल गरिएको निकल पन्नी (NiA) को कम र उच्च रिजोल्युसन छविहरू चित्र SI3e–h मा देखाइएको छ। यी तथ्याङ्कहरूमा, हामी निकल पन्नीको दुबै छेउमा धेरै माइक्रोन आकारको निकल कणहरूको उपस्थिति अवलोकन गर्न सक्छौं (चित्र SI3e–h)। ठूला दानाहरूमा Ni(111) सतह अभिमुखीकरण हुन सक्छ, जस्तै पहिले रिपोर्ट गरिएको थियो30,46। FS-NiA र BS-NiA बीच निकल पन्नीको आकारविज्ञानमा महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू छन्। BS-NGF/Ni को उच्च खस्रोपन BS-NiAR को अपोलिश नगरिएको सतहको कारणले हो, जसको सतह एनिलिङ पछि पनि उल्लेखनीय रूपमा खस्रो रहन्छ (चित्र SI3)। वृद्धि प्रक्रिया अघि यस प्रकारको सतह विशेषताकरणले ग्राफिन र ग्रेफाइट फिल्महरूको खस्रोपन नियन्त्रण गर्न अनुमति दिन्छ। यो ध्यान दिनुपर्छ कि मूल सब्सट्रेटले ग्राफिन वृद्धिको क्रममा केही अन्न पुनर्गठन गर्‍यो, जसले अन्नको आकारलाई थोरै घटायो र केही हदसम्म एनिल गरिएको पन्नी र उत्प्रेरक फिल्म22 को तुलनामा सब्सट्रेटको सतह खस्रोपन बढायो।
सब्सट्रेट सतहको खस्रोपन, एनिलिङ समय (अनाजको आकार) ३०,४७ र रिलिज नियन्त्रण ४३ लाई फाइन-ट्यून गर्नाले क्षेत्रीय NGF मोटाई एकरूपतालाई µm२ र/वा nm२ स्केल (अर्थात्, केही न्यानोमिटरको मोटाई भिन्नता) मा घटाउन मद्दत गर्नेछ। सब्सट्रेटको सतहको खस्रोपन नियन्त्रण गर्न, परिणामस्वरूप निकल पन्नीको इलेक्ट्रोलाइटिक पालिसिङ जस्ता विधिहरू विचार गर्न सकिन्छ ४८। पूर्व-उपचार गरिएको निकल पन्नीलाई त्यसपछि कम तापक्रम (<९०० °C) ४६ र समय (<५ मिनेट) मा एनिल गर्न सकिन्छ जसले गर्दा ठूला Ni(१११) दानाहरू (जुन FLG वृद्धिको लागि लाभदायक छ) बन्नबाट बच्न सकिन्छ।
SLG र FLG ग्राफिन एसिड र पानीको सतह तनाव सहन असमर्थ छन्, भिजेको रासायनिक स्थानान्तरण प्रक्रियाहरूको समयमा मेकानिकल समर्थन तहहरू आवश्यक पर्दछ22,34,38। पोलिमर-समर्थित एकल-तह ग्राफिन38 को भिजेको रासायनिक स्थानान्तरणको विपरीत, हामीले पत्ता लगायौं कि बढेको NGF को दुबै पक्षहरू पोलिमर समर्थन बिना स्थानान्तरण गर्न सकिन्छ, जस्तै चित्र 2a मा देखाइएको छ (थप विवरणहरूको लागि चित्र SI4a हेर्नुहोस्)। दिइएको सब्सट्रेटमा NGF को स्थानान्तरण अन्तर्निहित Ni30.49 फिल्मको भिजेको नक्काशीबाट सुरु हुन्छ। बढेको NGF/Ni/NGF नमूनाहरू रातभर 600 mL डिआयोनाइज्ड (DI) पानीले पातलो 70% HNO3 को 15 mL मा राखिएको थियो। Ni पन्नी पूर्ण रूपमा विघटन भएपछि, FS-NGF समतल रहन्छ र NGF/Ni/NGF नमूना जस्तै तरल पदार्थको सतहमा तैरन्छ, जबकि BS-NGF पानीमा डुबेको छ (चित्र 2a,b)। त्यसपछि पृथक NGF लाई ताजा डिआयोनाइज्ड पानी भएको एउटा बीकरबाट अर्को बीकरमा स्थानान्तरण गरियो र पृथक NGF लाई राम्ररी धोइयो, अवतल गिलासको भाँडो मार्फत चार देखि छ पटक दोहोर्याउँदै। अन्तमा, FS-NGF र BS-NGF लाई इच्छित सब्सट्रेटमा राखियो (चित्र २c)।
निकल पन्नीमा उब्जाइएको NGF को लागि पोलिमर-मुक्त भिजेको रासायनिक स्थानान्तरण प्रक्रिया: (क) प्रक्रिया प्रवाह रेखाचित्र (थप विवरणहरूको लागि चित्र SI4 हेर्नुहोस्), (ख) Ni इचिङ पछि छुट्याइएको NGF को डिजिटल तस्बिर (२ नमूनाहरू), (ग) उदाहरण FS - र BS-NGF SiO2/Si सब्सट्रेटमा स्थानान्तरण, (घ) अपारदर्शी पोलिमर सब्सट्रेटमा FS-NGF स्थानान्तरण, (ङ) प्यानल d को रूपमा उही नमूनाबाट BS-NGF (दुई भागमा विभाजित), सुनको प्लेट गरिएको C कागज र Nafion (लचिलो पारदर्शी सब्सट्रेट, रातो कुनाहरूले चिन्ह लगाइएको किनारहरू) मा स्थानान्तरण।
ध्यान दिनुहोस् कि भिजेको रासायनिक स्थानान्तरण विधिहरू प्रयोग गरेर गरिएको SLG स्थानान्तरणको लागि कुल प्रशोधन समय २०-२४ घण्टा ३८ चाहिन्छ। यहाँ देखाइएको पोलिमर-मुक्त स्थानान्तरण प्रविधिको साथ (चित्र SI4a), समग्र NGF स्थानान्तरण प्रशोधन समय उल्लेखनीय रूपमा कम हुन्छ (लगभग १५ घण्टा)। प्रक्रियामा समावेश छन्: (चरण १) एक एचिंग घोल तयार गर्नुहोस् र त्यसमा नमूना राख्नुहोस् (~१० मिनेट), त्यसपछि Ni एचिंगको लागि रातभर पर्खनुहोस् (~७२०० मिनेट), (चरण २) विआयनीकृत पानीले कुल्ला गर्नुहोस् (चरण - ३)। विआयनीकृत पानीमा भण्डार गर्नुहोस् वा लक्षित सब्सट्रेटमा स्थानान्तरण गर्नुहोस् (२० मिनेट)। NGF र बल्क म्याट्रिक्स बीच फसेको पानी केशिका कार्य (ब्लटिंग पेपर प्रयोग गरेर) द्वारा हटाइन्छ ३८, त्यसपछि बाँकी पानीका थोपाहरू प्राकृतिक सुकाएर (लगभग ३० मिनेट) हटाइन्छ, र अन्तमा नमूना १० मिनेटको लागि भ्याकुम ओभन (१०-१ mbar) मा ५०-९० °C (६० मिनेट) ३८ मा सुकाइन्छ।
ग्रेफाइटले उच्च तापक्रम (≥ २०० °C) मा पानी र हावाको उपस्थितिलाई सहन सक्छ भनेर चिनिन्छ। हामीले रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी, SEM, र XRD प्रयोग गरेर नमूनाहरू कोठाको तापक्रममा र सिल गरिएको बोतलहरूमा केही दिनदेखि एक वर्षसम्म भण्डारण गरेपछि परीक्षण गर्यौं (चित्र SI4)। कुनै उल्लेखनीय गिरावट छैन। चित्र 2c ले विआयनीकृत पानीमा फ्री-स्ट्यान्डिङ FS-NGF र BS-NGF देखाउँछ। हामीले तिनीहरूलाई SiO2 (300 nm)/Si सब्सट्रेटमा कैद गर्यौं, जस्तै चित्र 2c को सुरुमा देखाइएको छ। थप रूपमा, चित्र 2d,e मा देखाइए अनुसार, निरन्तर NGF विभिन्न सब्सट्रेटहरू जस्तै पोलिमरहरू (Nexolve र Nafion बाट थर्मब्राइट पोलिमाइड) र सुन-लेपित कार्बन पेपरमा स्थानान्तरण गर्न सकिन्छ। तैरिरहेको FS-NGF सजिलै लक्षित सब्सट्रेटमा राखिएको थियो (चित्र 2c, d)। यद्यपि, 3 cm2 भन्दा ठूला BS-NGF नमूनाहरू पानीमा पूर्ण रूपमा डुबाउँदा ह्यान्डल गर्न गाह्रो थियो। सामान्यतया, जब तिनीहरू पानीमा पल्टिन थाल्छन्, लापरवाह ह्यान्डलिङको कारणले गर्दा तिनीहरू कहिलेकाहीं दुई वा तीन भागमा टुक्रिन्छन् (चित्र 2e)। समग्रमा, हामीले क्रमशः 6 र 3 cm2 क्षेत्रफलसम्मका नमूनाहरूको लागि PS- र BS-NGF (6 cm2 मा NGF/Ni/NGF वृद्धि बिना निरन्तर निर्बाध स्थानान्तरण) को पोलिमर-मुक्त स्थानान्तरण प्राप्त गर्न सक्षम भयौं। बाँकी रहेका कुनै पनि ठूला वा साना टुक्राहरू (सजिलैसँग एचिंग घोल वा डिआयोनाइज्ड पानीमा देख्न सकिन्छ) इच्छित सब्सट्रेटमा (~1 mm2, चित्र SI4b, "FS-NGF: संरचना र गुणहरू (चर्चा गरिएको) "संरचना र गुणहरू" अन्तर्गत तामा ग्रिडमा स्थानान्तरण गरिएको नमूना हेर्नुहोस्) वा भविष्यमा प्रयोगको लागि भण्डारण गर्न सकिन्छ (चित्र SI4)। यस मापदण्डको आधारमा, हामी अनुमान गर्छौं कि NGF 98-99% सम्मको उत्पादनमा पुन: प्राप्त गर्न सकिन्छ (स्थानान्तरणको लागि वृद्धि पछि)।
पोलिमर बिना स्थानान्तरण नमूनाहरूको विस्तृत विश्लेषण गरिएको थियो। अप्टिकल माइक्रोस्कोपी (OM) र SEM छविहरू (चित्र SI5 र चित्र 3) प्रयोग गरेर FS- र BS-NGF/SiO2/Si (चित्र 2c) मा प्राप्त सतह रूपात्मक विशेषताहरूले देखाएको छ कि यी नमूनाहरू माइक्रोस्कोपी बिना स्थानान्तरण गरिएको थियो। दरारहरू, प्वालहरू, वा अनरोल गरिएका क्षेत्रहरू जस्ता दृश्यात्मक संरचनात्मक क्षति। बढ्दो NGF मा तहहरू (चित्र 3b, d, बैजनी तीरहरू द्वारा चिन्हित) स्थानान्तरण पछि अक्षुण्ण रहे। FS- र BS-NGF दुवै FLG क्षेत्रहरू (चित्र 3 मा नीलो तीरहरू द्वारा संकेत गरिएको उज्यालो क्षेत्रहरू) बाट बनेका छन्। आश्चर्यजनक रूपमा, अल्ट्राथिन ग्रेफाइट फिल्महरूको पोलिमर स्थानान्तरणको क्रममा सामान्यतया अवलोकन गरिएका केही क्षतिग्रस्त क्षेत्रहरूको विपरीत, NGF मा जडान हुने धेरै माइक्रोन-आकारको FLG र MLG क्षेत्रहरू (चित्र 3d मा नीलो तीरहरू द्वारा चिन्हित) दरार वा ब्रेक बिना स्थानान्तरण गरिएको थियो (चित्र 3d)। 3)। लेस-कार्बन कपर ग्रिडहरूमा स्थानान्तरण गरिएका NGF को TEM र SEM छविहरू प्रयोग गरेर यान्त्रिक अखण्डता थप पुष्टि गरिएको थियो, जसलाई पछि छलफल गरिएको थियो ("FS-NGF: संरचना र गुणहरू")। चित्र SI6a र b (20 × 20 μm2) मा देखाइए अनुसार, स्थानान्तरण गरिएको BS-NGF/SiO2/Si क्रमशः 140 nm र 17 nm को rms मानहरू सहित FS-NGF/SiO2/Si भन्दा नराम्रो छ। SiO2/Si सब्सट्रेट (RMS < 2 nm) मा स्थानान्तरण गरिएको NGF को RMS मान Ni (चित्र SI2) मा उब्जाइएको NGF भन्दा उल्लेखनीय रूपमा कम (लगभग 3 गुणा) छ, जसले थप खस्रोपन Ni सतहसँग मेल खान्छ भनेर संकेत गर्दछ। थप रूपमा, FS- र BS-NGF/SiO2/Si नमूनाहरूको किनारहरूमा प्रदर्शन गरिएका AFM छविहरूले क्रमशः 100 र 80 nm को NGF मोटाई देखाए (चित्र SI7)। BS-NGF को सानो मोटाई सतह पूर्ववर्ती ग्यासमा प्रत्यक्ष रूपमा सम्पर्कमा नआएको परिणाम हुन सक्छ।
SiO2/Si वेफरमा पोलिमर बिना स्थानान्तरण गरिएको NGF (NiAG) (चित्र 2c हेर्नुहोस्): (a,b) स्थानान्तरण गरिएको FS-NGF का SEM छविहरू: कम र उच्च म्याग्निफिकेसन (प्यानलमा सुन्तला वर्गसँग मेल खाने)। विशिष्ट क्षेत्रहरू) - a)। (c,d) स्थानान्तरण गरिएको BS-NGF का SEM छविहरू: कम र उच्च म्याग्निफिकेसन (प्यानल c मा सुन्तला वर्गले देखाएको विशिष्ट क्षेत्रसँग मेल खाने)। (e, f) स्थानान्तरण गरिएको FS- र BS-NGF हरूको AFM छविहरू। नीलो तीरले FLG क्षेत्रलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ - उज्यालो कन्ट्रास्ट, सियान तीर - कालो MLG कन्ट्रास्ट, रातो तीर - कालो कन्ट्रास्टले NGF क्षेत्रलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ, म्याजेन्टा तीरले फोल्डलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।
बढेको र स्थानान्तरित FS- र BS-NGFs को रासायनिक संरचना एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) (चित्र ४) द्वारा विश्लेषण गरिएको थियो। बढेको FS- र BS-NGFs (NiAG) को Ni सब्सट्रेट (850 eV) सँग मेल खाने मापन गरिएको स्पेक्ट्रा (चित्र ४a, b) मा कमजोर शिखर अवलोकन गरिएको थियो। स्थानान्तरित FS- र BS-NGF/SiO2/Si को मापन गरिएको स्पेक्ट्रामा कुनै शिखरहरू छैनन् (चित्र ४c; BS-NGF/SiO2/Si को लागि समान परिणामहरू देखाइएको छैन), स्थानान्तरण पछि कुनै अवशिष्ट Ni प्रदूषण नभएको संकेत गर्दछ। चित्र ४d–f ले FS-NGF/SiO2/Si को C 1 s, O 1 s र Si 2p ऊर्जा स्तरहरूको उच्च-रिजोल्युसन स्पेक्ट्रा देखाउँछ। ग्रेफाइटको C 1 s को बन्धन ऊर्जा २८४.४ eV५३.५४ छ। चित्र ४d५४ मा देखाइए अनुसार ग्रेफाइट चुचुराहरूको रेखीय आकारलाई सामान्यतया असममित मानिन्छ। उच्च-रिजोल्युसन कोर-स्तर C1s स्पेक्ट्रम (चित्र ४d) ले पनि शुद्ध स्थानान्तरण (अर्थात्, कुनै पोलिमर अवशेषहरू छैनन्) पुष्टि गर्‍यो, जुन अघिल्लो अध्ययनहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ। भर्खरै बढेको नमूना (NiAG) र स्थानान्तरण पछिको C1s स्पेक्ट्राको लाइनचौडाइ क्रमशः ०.५५ र ०.६२ eV हो। यी मानहरू SLG (SiO2 सब्सट्रेटमा SLG को लागि ०.४९ eV) भन्दा बढी छन्। यद्यपि, यी मानहरू उच्च उन्मुख पाइरोलाइटिक ग्राफिन नमूनाहरू (~०.७५ eV) को लागि पहिले रिपोर्ट गरिएको लाइनचौडाइ भन्दा सानो छन्, जसले हालको सामग्रीमा दोषपूर्ण कार्बन साइटहरूको अनुपस्थितिलाई संकेत गर्दछ। C1s र O1s ग्राउन्ड लेभल स्पेक्ट्रामा पनि काँधको अभाव छ, जसले उच्च-रिजोल्युसन शिखर डिकन्भोलुसनको आवश्यकतालाई हटाउँछ। ५४। २९१.१ eV वरिपरि π → π* उपग्रह शिखर हुन्छ, जुन प्रायः ग्रेफाइट नमूनाहरूमा अवलोकन गरिन्छ। Si 2p र O 1 को कोर स्तर स्पेक्ट्रामा १०३ eV र ५३२.५ eV संकेतहरू (चित्र ४e, f हेर्नुहोस्) क्रमशः SiO2 ५६ सब्सट्रेटलाई श्रेय दिइन्छ। XPS एक सतह-संवेदनशील प्रविधि हो, त्यसैले NGF स्थानान्तरण अघि र पछि पत्ता लगाइएका Ni र SiO2 सँग सम्बन्धित संकेतहरू क्रमशः FLG क्षेत्रबाट उत्पन्न भएको मानिन्छ। स्थानान्तरण गरिएका BS-NGF नमूनाहरूको लागि समान परिणामहरू अवलोकन गरिएको थियो (देखाइएको छैन)।
NiAG XPS नतिजाहरू: (ac) क्रमशः बढेको FS-NGF/Ni, BS-NGF/Ni र स्थानान्तरित FS-NGF/SiO2/Si को विभिन्न मौलिक परमाणु संरचनाहरूको सर्वेक्षण स्पेक्ट्रा। (d–f) FS-NGF/SiO2/Si नमूनाको कोर स्तर C 1 s, O 1s र Si 2p को उच्च-रिजोल्युसन स्पेक्ट्रा।
स्थानान्तरित NGF क्रिस्टलहरूको समग्र गुणस्तर एक्स-रे विवर्तन (XRD) प्रयोग गरेर मूल्याङ्कन गरिएको थियो। स्थानान्तरित FS- र BS-NGF/SiO2/Si को विशिष्ट XRD ढाँचाहरू (चित्र SI8) ले ग्रेफाइट जस्तै २६.६° र ५४.७° मा विवर्तन शिखरहरू (० ० ० २) र (० ० ० ४) को उपस्थिति देखाउँछ। । यसले NGF को उच्च क्रिस्टलीय गुणस्तर पुष्टि गर्दछ र d = ०.३३५ nm को अन्तर-तह दूरीसँग मेल खान्छ, जुन स्थानान्तरण चरण पछि कायम राखिन्छ। विवर्तन शिखर (० ० ० २) को तीव्रता विवर्तन शिखर (० ० ० ४) भन्दा लगभग ३० गुणा छ, जसले NGF क्रिस्टल समतल नमूना सतहसँग राम्रोसँग पङ्क्तिबद्ध छ भनेर संकेत गर्दछ।
SEM, रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी, XPS र XRD को नतिजा अनुसार, BS-NGF/Ni को गुणस्तर FS-NGF/Ni को जस्तै पाइयो, यद्यपि यसको rms खुरदरापन अलि बढी थियो (चित्र SI2, SI5) र SI7)।
२०० एनएम बाक्लोसम्मको पोलिमर सपोर्ट लेयर भएका एसएलजीहरू पानीमा तैरिन सक्छन्। यो सेटअप सामान्यतया पोलिमर-सहायता प्राप्त भिजेको रासायनिक स्थानान्तरण प्रक्रियाहरूमा प्रयोग गरिन्छ22,38। ग्राफिन र ग्रेफाइट हाइड्रोफोबिक (भिजेको कोण 80-90°) 57 हुन्। ग्राफिन र FLG दुवैको सम्भावित ऊर्जा सतहहरू धेरै समतल भएको रिपोर्ट गरिएको छ, सतहमा पानीको पार्श्व गतिको लागि कम सम्भावित ऊर्जा (~1 kJ/mol) सहित। यद्यपि, ग्राफिन र ग्राफिनका तीन तहहरूसँग पानीको गणना गरिएको अन्तरक्रिया ऊर्जा क्रमशः लगभग − 13 र − 15 kJ/mol,58 छ, जसले NGF (लगभग 300 तहहरू) सँग पानीको अन्तरक्रिया ग्राफिनको तुलनामा कम छ भनेर संकेत गर्दछ। यो पानीको सतहमा फ्रीस्ट्यान्डिङ NGF समतल रहनुको एउटा कारण हुन सक्छ, जबकि फ्रीस्ट्यान्डिङ ग्राफिन (जुन पानीमा तैरन्छ) घुम्छ र टुट्छ। जब NGF पूर्ण रूपमा पानीमा डुबाइन्छ (परिणामहरू खस्रो र समतल NGF को लागि समान हुन्छन्), यसको किनारहरू मोडिन्छन् (चित्र SI4)। पूर्ण विसर्जनको अवस्थामा, NGF-पानी अन्तरक्रिया ऊर्जा लगभग दोब्बर हुने अपेक्षा गरिएको छ (तैरिएको NGF को तुलनामा) र NGF को किनाराहरू उच्च सम्पर्क कोण (हाइड्रोफोबिसिटी) कायम राख्न फोल्ड हुन्छन्। हामी विश्वास गर्छौं कि एम्बेडेड NGF को किनाराहरू घुम्नबाट बच्न रणनीतिहरू विकास गर्न सकिन्छ। एउटा दृष्टिकोण भनेको ग्रेफाइट फिल्मको भिजेको प्रतिक्रियालाई परिमार्जन गर्न मिश्रित विलायकहरू प्रयोग गर्नु हो।59।
भिजेको रासायनिक स्थानान्तरण प्रक्रियाहरू मार्फत विभिन्न प्रकारका सब्सट्रेटहरूमा SLG को स्थानान्तरण पहिले नै रिपोर्ट गरिएको छ। यो सामान्यतया स्वीकार गरिएको छ कि कमजोर भ्यान डेर वाल्स बलहरू ग्राफिन/ग्रेफाइट फिल्महरू र सब्सट्रेटहरू बीच अवस्थित छन् (चाहे यो SiO2/Si38,41,46,60, SiC38, Au42, Si पिलरहरू22 र लेसी कार्बन फिल्महरू30, 34 जस्ता कठोर सब्सट्रेटहरू वा पोलिमाइड 37 जस्ता लचिलो सब्सट्रेटहरू हुन्)। यहाँ हामी मान्दछौं कि एउटै प्रकारको अन्तरक्रियाहरू प्रबल हुन्छन्। हामीले मेकानिकल ह्यान्डलिङको क्रममा (भ्याकुम र/वा वायुमण्डलीय अवस्थाहरूमा वा भण्डारणको समयमा) यहाँ प्रस्तुत गरिएका कुनै पनि सब्सट्रेटहरूको लागि NGF को कुनै क्षति वा छिलक अवलोकन गरेनौं (जस्तै, चित्र 2, SI7 र SI9)। थप रूपमा, हामीले NGF/SiO2/Si नमूनाको कोर स्तरको XPS C 1 s स्पेक्ट्रममा SiC शिखर अवलोकन गरेनौं (चित्र 4)। यी परिणामहरूले NGF र लक्ष्य सब्सट्रेट बीच कुनै रासायनिक बन्धन नभएको संकेत गर्दछ।
अघिल्लो खण्ड, "FS- र BS-NGF को पोलिमर-मुक्त स्थानान्तरण" मा, हामीले NGF निकल पन्नीको दुबै छेउमा बढ्न र स्थानान्तरण गर्न सक्छ भनेर प्रदर्शन गर्यौं। यी FS-NGF र BS-NGF सतह खुरदरापनको हिसाबले समान छैनन्, जसले हामीलाई प्रत्येक प्रकारको लागि सबैभन्दा उपयुक्त अनुप्रयोगहरू अन्वेषण गर्न प्रेरित गर्‍यो।
FS-NGF को पारदर्शिता र चिल्लो सतहलाई ध्यानमा राख्दै, हामीले यसको स्थानीय संरचना, अप्टिकल र विद्युतीय गुणहरूको थप विवरणमा अध्ययन गर्यौं। पोलिमर स्थानान्तरण बिना FS-NGF को संरचना र संरचना ट्रान्समिशन इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (TEM) इमेजिङ र चयन गरिएको क्षेत्र इलेक्ट्रोन विवर्तन (SAED) ढाँचा विश्लेषण द्वारा विशेषता गरिएको थियो। सम्बन्धित परिणामहरू चित्र ५ मा देखाइएका छन्। कम म्याग्निफिकेसन प्लानर TEM इमेजिङले NGF र FLG क्षेत्रहरूको उपस्थिति प्रकट गर्‍यो जसमा फरक इलेक्ट्रोन कन्ट्रास्ट विशेषताहरू छन्, अर्थात् क्रमशः गाढा र उज्यालो क्षेत्रहरू (चित्र ५a)। फिल्मले समग्रमा NGF र FLG का विभिन्न क्षेत्रहरू बीच राम्रो मेकानिकल अखण्डता र स्थिरता प्रदर्शन गर्दछ, राम्रो ओभरल्याप र कुनै क्षति वा च्यातिएको छैन, जुन SEM (चित्र ३) र उच्च म्याग्निफिकेसन TEM अध्ययनहरू (चित्र ५c-e) द्वारा पनि पुष्टि गरिएको थियो। विशेष गरी, चित्र ५d मा पुल संरचना यसको सबैभन्दा ठूलो भागमा देखाउँछ (चित्र ५d मा कालो डटेड तीर द्वारा चिन्हित स्थिति), जुन त्रिकोणीय आकार द्वारा विशेषता हो र लगभग ५१ चौडाइको ग्राफिन तह समावेश गर्दछ। ०.३३ ± ०.०१ एनएमको इन्टरप्लानर स्पेसिङ भएको संरचनालाई सबैभन्दा साँघुरो क्षेत्रमा (चित्र ५ घ मा ठोस कालो तीरको अन्त्य) ग्राफिनका धेरै तहहरूमा थप घटाइएको छ।
कार्बन लेसी कपर ग्रिडमा पोलिमर-मुक्त NiAG नमूनाको समतल TEM छवि: (a, b) NGF र FLG क्षेत्रहरू सहित कम म्याग्निफिकेसन TEM छविहरू, (ce) प्यानल-a र प्यानल-b मा विभिन्न क्षेत्रहरूको उच्च म्याग्निफिकेसन छविहरू एउटै रंगका चिन्हित तीरहरू हुन्। प्यानल a र c मा हरियो तीरहरूले बीम पङ्क्तिबद्धताको समयमा क्षतिको गोलाकार क्षेत्रहरूलाई संकेत गर्दछ। (f–i) प्यानल a देखि c मा, विभिन्न क्षेत्रहरूमा SAED ढाँचाहरू क्रमशः नीलो, सियान, सुन्तला र रातो घेराहरूद्वारा संकेत गरिन्छ।
चित्र ५c मा रहेको रिबन संरचनाले ग्रेफाइट जाली विमानहरूको ठाडो अभिमुखीकरण देखाउँछ (रातो तीरले चिन्ह लगाइएको), जुन फिल्मको साथमा न्यानोफोल्डहरूको गठनको कारणले हुन सक्छ (चित्र ५c मा इनसेट) अत्यधिक क्षतिपूर्ति नभएको शियर तनाव ३०,६१,६२ को कारणले। उच्च-रिजोल्युसन TEM अन्तर्गत, यी नानोफोल्डहरू ३० ले NGF क्षेत्रको बाँकी भाग भन्दा फरक क्रिस्टलोग्राफिक अभिमुखीकरण प्रदर्शन गर्दछ; ग्रेफाइट जालीको बेसल प्लेनहरू फिल्मको बाँकी भाग जस्तै तेर्सो रूपमा भन्दा लगभग ठाडो रूपमा उन्मुख हुन्छन् (चित्र ५c मा इनसेट)। त्यस्तै गरी, FLG क्षेत्रले कहिलेकाहीं रेखीय र साँघुरो ब्यान्ड-जस्तो फोल्डहरू (नीलो तीरहरू द्वारा चिन्ह लगाइएको) प्रदर्शन गर्दछ, जुन क्रमशः चित्र ५b, ५e मा कम र मध्यम म्याग्निफिकेसनमा देखा पर्दछ। चित्र ५e मा रहेको इनसेटले FLG क्षेत्रमा दुई- र तीन-तह ग्राफिन तहहरूको उपस्थिति पुष्टि गर्दछ (इन्टरप्लानर दूरी ०.३३ ± ०.०१ nm), जुन हाम्रो अघिल्लो परिणामहरू ३० सँग राम्रो सम्झौतामा छ। थप रूपमा, लेसी कार्बन फिल्महरू (शीर्ष-दृश्य TEM मापन प्रदर्शन गरेपछि) सहित तामा ग्रिडहरूमा स्थानान्तरण गरिएका पोलिमर-मुक्त NGF का रेकर्ड गरिएका SEM छविहरू चित्र SI9 मा देखाइएका छन्। राम्रोसँग निलम्बित FLG क्षेत्र (नीलो तीरले चिन्ह लगाइएको) र चित्र SI9f मा भाँचिएको क्षेत्र। नीलो तीर (स्थानान्तरण गरिएको NGF को किनारामा) जानाजानी FLG क्षेत्रले पोलिमर बिना स्थानान्तरण प्रक्रियाको प्रतिरोध गर्न सक्छ भनेर प्रदर्शन गर्न प्रस्तुत गरिएको छ। संक्षेपमा, यी छविहरूले पुष्टि गर्छन् कि आंशिक रूपमा निलम्बित NGF (FLG क्षेत्र सहित) ले TEM र SEM मापन (चित्र SI9) को समयमा कठोर ह्यान्डलिङ र उच्च भ्याकुमको जोखिम पछि पनि मेकानिकल अखण्डता कायम राख्छ।
NGF को उत्कृष्ट समतलताको कारण (चित्र 5a हेर्नुहोस्), SAED संरचनाको विश्लेषण गर्न [0001] डोमेन अक्षको साथ फ्लेक्सहरूलाई अभिमुखीकरण गर्न गाह्रो छैन। फिल्मको स्थानीय मोटाई र यसको स्थानको आधारमा, इलेक्ट्रोन विवर्तन अध्ययनको लागि रुचिको धेरै क्षेत्रहरू (१२ अंक) पहिचान गरिएको थियो। चित्र 5a–c मा, यी विशिष्ट क्षेत्रहरू मध्ये चारलाई रंगीन सर्कलहरू (नीलो, सियान, सुन्तला, र रातो कोड गरिएको) द्वारा देखाइएको छ र चिन्ह लगाइएको छ। SAED मोडको लागि चित्र 2 र 3। चित्र 5f र g चित्र 5 र 5 मा देखाइएको FLG क्षेत्रबाट प्राप्त गरिएको थियो। चित्र 5b र c मा क्रमशः देखाइए अनुसार। तिनीहरूको ट्विस्टेड ग्राफीन 63 जस्तै हेक्सागोनल संरचना छ। विशेष गरी, चित्र 5f ले [0001] जोन अक्षको समान अभिमुखीकरणको साथ तीन सुपरइम्पोज्ड ढाँचाहरू देखाउँछ, 10° र 20° द्वारा घुमाइएको, (10-10) प्रतिबिम्बहरूको तीन जोडीहरूको कोणीय बेमेल द्वारा प्रमाणित। त्यस्तै गरी, चित्र ५g ले २०° ले घुमाइएका दुई सुपरइम्पोज्ड हेक्सागोनल ढाँचाहरू देखाउँछ। FLG क्षेत्रमा हेक्सागोनल ढाँचाका दुई वा तीन समूहहरू एकअर्काको सापेक्षमा घुमाइएका तीन इन-प्लेन वा आउट-अफ-प्लेन ग्राफिन तहहरू ३३ बाट उत्पन्न हुन सक्छन्। यसको विपरित, चित्र ५h,i मा इलेक्ट्रोन विवर्तन ढाँचाहरू (चित्र ५a मा देखाइएको NGF क्षेत्रसँग मेल खाने) ले समग्र उच्च बिन्दु विवर्तन तीव्रता भएको एकल [0001] ढाँचा देखाउँछ, जुन ठूलो सामग्री मोटाईसँग मेल खान्छ। यी SAED मोडेलहरू FLG भन्दा बाक्लो ग्राफिक संरचना र मध्यवर्ती अभिमुखीकरणसँग मेल खान्छ, जस्तै सूचकांक ६४ बाट अनुमान गरिएको छ। NGF को क्रिस्टलीय गुणहरूको विशेषताकरणले दुई वा तीन सुपरइम्पोज्ड ग्रेफाइट (वा ग्राफीन) क्रिस्टलाइटहरूको सहअस्तित्व प्रकट गर्‍यो। FLG क्षेत्रमा विशेष गरी उल्लेखनीय कुरा के हो भने क्रिस्टलाइटहरूमा प्लेन वा आउट-अफ-प्लेन गलत दिशानिर्देशनको निश्चित डिग्री हुन्छ। Ni 64 फिल्महरूमा उब्जाइएको NGF को लागि १७°, २२° र २५° को इन-प्लेन रोटेशन कोण भएका ग्रेफाइट कणहरू/तहहरू पहिले रिपोर्ट गरिएको छ। यस अध्ययनमा अवलोकन गरिएको रोटेशन कोण मानहरू ट्विस्टेड BLG63 ग्राफिनको लागि पहिले अवलोकन गरिएको रोटेशन कोण (±1°) सँग मिल्दोजुल्दो छन्।
NGF/SiO2/Si को विद्युतीय गुणहरू १०×३ mm2 क्षेत्रफलमा ३०० K मा मापन गरिएको थियो। इलेक्ट्रोन वाहक सांद्रता, गतिशीलता र चालकताको मान क्रमशः १.६ × १०२० cm-३, २२० cm२ V-१ C-१ र २००० S-cm-१ छन्। हाम्रो NGF को गतिशीलता र चालकता मानहरू प्राकृतिक ग्रेफाइट २ जस्तै छन् र व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध उच्च उन्मुख पाइरोलाइटिक ग्रेफाइट (३००० °C मा उत्पादन गरिएको) २९ भन्दा बढी छन्। उच्च-तापमान (३२०० °C) पोलिमाइड पानाहरू २० प्रयोग गरेर तयार पारिएका माइक्रोन-बाक्लो ग्रेफाइट फिल्महरूको लागि हालै रिपोर्ट गरिएका (७.२५ × १० cm-३) भन्दा अवलोकन गरिएका इलेक्ट्रोन वाहक सांद्रता मानहरू दुई अर्डर परिमाणका छन्।
हामीले क्वार्ट्ज सब्सट्रेटहरूमा स्थानान्तरण गरिएको FS-NGF मा UV-दृश्यमान ट्रान्समिटेन्स मापन पनि गर्यौं (चित्र 6)। परिणामस्वरूप स्पेक्ट्रमले 350-800 nm दायरामा लगभग 62% को स्थिर ट्रान्समिटेन्स देखाउँछ, जसले NGF दृश्य प्रकाशमा पारदर्शी छ भनेर संकेत गर्दछ। वास्तवमा, चित्र 6b मा नमूनाको डिजिटल तस्बिरमा "KAUST" नाम देख्न सकिन्छ। यद्यपि NGF को न्यानोक्रिस्टलाइन संरचना SLG भन्दा फरक छ, प्रति अतिरिक्त तह 2.3% प्रसारण हानिको नियम प्रयोग गरेर तहहरूको संख्या लगभग अनुमान गर्न सकिन्छ65। यस सम्बन्ध अनुसार, 38% प्रसारण हानि भएको ग्राफिन तहहरूको संख्या 21 हो। बढेको NGF मा मुख्यतया 300 ग्राफिन तहहरू हुन्छन्, अर्थात् लगभग 100 nm बाक्लो (चित्र 1, SI5 र SI7)। त्यसकारण, हामी मान्दछौं कि अवलोकन गरिएको अप्टिकल पारदर्शिता FLG र MLG क्षेत्रहरूसँग मेल खान्छ, किनकि तिनीहरू फिल्मभरि वितरित छन् (चित्र 1, 3, 5 र 6c)। माथिको संरचनात्मक डेटाको अतिरिक्त, चालकता र पारदर्शिताले पनि स्थानान्तरण गरिएको NGF को उच्च क्रिस्टलीय गुणस्तर पुष्टि गर्दछ।
(a) UV-दृश्यमान प्रसारण मापन, (b) प्रतिनिधि नमूना प्रयोग गरेर क्वार्ट्जमा विशिष्ट NGF स्थानान्तरण। (c) नमूनाभरि खैरो अनियमित आकारहरूको रूपमा चिन्ह लगाइएको समान रूपमा वितरित FLG र MLG क्षेत्रहरू सहित NGF (गाढा बक्स) को योजनाबद्ध (चित्र १ हेर्नुहोस्) (प्रति १०० μm2 लगभग ०.१–३% क्षेत्र)। रेखाचित्रमा अनियमित आकारहरू र तिनीहरूको आकारहरू केवल चित्रण उद्देश्यका लागि हुन् र वास्तविक क्षेत्रहरूसँग मेल खाँदैनन्।
CVD द्वारा उब्जाइएको पारदर्शी NGF पहिले नै खाली सिलिकन सतहहरूमा स्थानान्तरण गरिएको छ र सौर्य कोषहरूमा प्रयोग गरिएको छ15,16। परिणामस्वरूप पावर रूपान्तरण दक्षता (PCE) 1.5% छ। यी NGF हरूले सक्रिय यौगिक तहहरू, चार्ज ट्रान्सपोर्ट मार्गहरू, र पारदर्शी इलेक्ट्रोडहरू15,16 जस्ता धेरै कार्यहरू गर्दछन्। यद्यपि, ग्रेफाइट फिल्म एकरूप छैन। ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडको पाना प्रतिरोध र अप्टिकल ट्रान्समिटेन्सलाई सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गरेर थप अनुकूलन आवश्यक छ, किनकि यी दुई गुणहरूले सौर्य कोषको PCE मान निर्धारण गर्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्15,16। सामान्यतया, ग्राफिन फिल्महरू दृश्य प्रकाशमा 97.7% पारदर्शी हुन्छन्, तर 200-3000 ohms/sq.16 को पाना प्रतिरोध हुन्छ। तहहरूको संख्या बढाएर (ग्राफिन तहहरूको बहु स्थानान्तरण) र HNO3 (~30 Ohm/sq.)66 सँग डोपिङ गरेर ग्राफिन फिल्महरूको सतह प्रतिरोध घटाउन सकिन्छ। यद्यपि, यो प्रक्रियामा लामो समय लाग्छ र विभिन्न स्थानान्तरण तहहरूले सधैं राम्रो सम्पर्क कायम राख्दैनन्। हाम्रो अगाडिको भागको NGF मा चालकता २००० S/cm, फिल्म पाना प्रतिरोध ५० ohm/sq. र ६२% पारदर्शिता जस्ता गुणहरू छन्, जसले यसलाई सौर्य कक्षहरूमा चालक च्यानलहरू वा काउन्टर इलेक्ट्रोडहरूको लागि एक व्यवहार्य विकल्प बनाउँछ १५,१६।
यद्यपि BS-NGF को संरचना र सतह रसायन विज्ञान FS-NGF सँग मिल्दोजुल्दो छ, यसको खस्रोपन फरक छ ("FS- र BS-NGF को वृद्धि")। पहिले, हामीले ग्यास सेन्सरको रूपमा अल्ट्रा-थिन फिल्म ग्रेफाइट22 प्रयोग गर्यौं। त्यसैले, हामीले ग्यास सेन्सिङ कार्यहरूको लागि BS-NGF प्रयोग गर्ने सम्भाव्यता परीक्षण गर्यौं (चित्र SI10)। पहिले, BS-NGF को mm2-आकारका भागहरू इन्टरडिजिटेटिंग इलेक्ट्रोड सेन्सर चिप (चित्र SI10a-c) मा स्थानान्तरण गरिएको थियो। चिपको निर्माण विवरणहरू पहिले रिपोर्ट गरिएको थियो; यसको सक्रिय संवेदनशील क्षेत्र 9 mm267 छ। SEM छविहरूमा (चित्र SI10b र c), अन्तर्निहित सुन इलेक्ट्रोड NGF मार्फत स्पष्ट रूपमा देखिन्छ। फेरि, यो देख्न सकिन्छ कि सबै नमूनाहरूको लागि एकसमान चिप कभरेज प्राप्त गरिएको थियो। विभिन्न ग्यासहरूको ग्यास सेन्सर मापन रेकर्ड गरिएको थियो (चित्र SI10d) (चित्र SI11) र परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया दरहरू चित्र SI10g मा देखाइएको छ। सम्भवतः SO2 (२०० ppm), H2 (२%), CH4 (२०० ppm), CO2 (२%), H2S (२०० ppm) र NH3 (२०० ppm) सहित अन्य हस्तक्षेपकारी ग्यासहरूसँग। एउटा सम्भावित कारण NO2 हो। ग्यासको इलेक्ट्रोफिलिक प्रकृति २२,६८। ग्राफिनको सतहमा सोस्दा, यसले प्रणालीद्वारा इलेक्ट्रोनहरूको वर्तमान अवशोषणलाई कम गर्छ। पहिले प्रकाशित सेन्सरहरूसँग BS-NGF सेन्सरको प्रतिक्रिया समय डेटाको तुलना तालिका SI2 मा प्रस्तुत गरिएको छ। UV प्लाज्मा, O3 प्लाज्मा वा थर्मल (५०–१५०°C) प्रयोग गरेर NGF सेन्सरहरूलाई खुला नमूनाहरूको उपचार पुन: सक्रिय गर्ने संयन्त्र चलिरहेको छ, आदर्श रूपमा एम्बेडेड प्रणालीहरूको कार्यान्वयनद्वारा पछ्याइएको छ69।
CVD प्रक्रियाको क्रममा, उत्प्रेरक सब्सट्रेटको दुबै छेउमा ग्राफिनको वृद्धि हुन्छ41। यद्यपि, स्थानान्तरण प्रक्रियाको क्रममा BS-ग्राफिन सामान्यतया बाहिर निस्कन्छ41। यस अध्ययनमा, हामीले उत्प्रेरक समर्थनको दुबै छेउमा उच्च-गुणस्तरको NGF वृद्धि र पोलिमर-मुक्त NGF स्थानान्तरण प्राप्त गर्न सकिन्छ भनेर प्रदर्शन गर्छौं। BS-NGF FS-NGF (~100 nm) भन्दा पातलो (~80 nm) छ, र यो भिन्नता BS-Ni प्रत्यक्ष रूपमा पूर्ववर्ती ग्यास प्रवाहको सम्पर्कमा नआउने तथ्यद्वारा व्याख्या गरिएको छ। हामीले यो पनि फेला पार्यौं कि NiAR सब्सट्रेटको खस्रोपनले NGF को खस्रोपनलाई प्रभाव पार्छ। यी नतिजाहरूले संकेत गर्दछ कि बढेको समतल FS-NGF लाई ग्राफिनको लागि अग्रदूत सामग्रीको रूपमा (एक्सफोलिएशन विधि द्वारा70) वा सौर्य कोषहरूमा प्रवाहकीय च्यानलको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ15,16। यसको विपरीत, BS-NGF ग्यास पत्ता लगाउन (चित्र SI9) र सम्भवतः ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूको लागि प्रयोग गरिनेछ71,72 जहाँ यसको सतह खस्रोपन उपयोगी हुनेछ।
माथिका कुराहरूलाई विचार गर्दा, CVD द्वारा उब्जाइएको र निकल पन्नी प्रयोग गरेर पहिले प्रकाशित ग्रेफाइट फिल्महरूसँग हालको कामलाई संयोजन गर्नु उपयोगी छ। तालिका २ मा देख्न सकिन्छ, हामीले प्रयोग गरेको उच्च दबाबले अपेक्षाकृत कम तापक्रममा (८५०–१३०० °C को दायरामा) पनि प्रतिक्रिया समय (बृद्धि चरण) छोटो बनायो। हामीले सामान्य भन्दा बढी वृद्धि पनि हासिल गर्यौं, जसले विस्तारको सम्भावनालाई संकेत गर्दछ। विचार गर्नुपर्ने अन्य कारकहरू छन्, जसमध्ये केही हामीले तालिकामा समावेश गरेका छौं।
उत्प्रेरक CVD द्वारा निकल पन्नीमा दोहोरो पक्षीय उच्च-गुणस्तरको NGF उब्जाइएको थियो। परम्परागत पोलिमर सब्सट्रेटहरू (जस्तै CVD ग्राफिनमा प्रयोग हुनेहरू) हटाएर, हामी NGF (निकेल पन्नीको पछाडि र अगाडिको छेउमा उब्जाइएको) को विभिन्न प्रक्रिया-महत्वपूर्ण सब्सट्रेटहरूमा सफा र दोष-रहित भिजेको स्थानान्तरण प्राप्त गर्छौं। उल्लेखनीय रूपमा, NGF मा FLG र MLG क्षेत्रहरू (सामान्यतया 0.1% देखि 3% प्रति 100 µm2) समावेश छन् जुन संरचनात्मक रूपमा बाक्लो फिल्ममा राम्रोसँग एकीकृत हुन्छन्। प्लानर TEM ले देखाउँछ कि यी क्षेत्रहरू दुई देखि तीन ग्रेफाइट/ग्राफिन कणहरू (क्रमशः क्रिस्टल वा तहहरू) को स्ट्याकहरूबाट बनेका छन्, जसमध्ये केहीको घुमाउरो बेमेल 10-20° छ। FLG र MLG क्षेत्रहरू दृश्य प्रकाशमा FS-NGF को पारदर्शिताको लागि जिम्मेवार छन्। पछाडिका पानाहरूको लागि, तिनीहरूलाई अगाडिका पानाहरूसँग समानान्तर बोक्न सकिन्छ र, देखाइए अनुसार, कार्यात्मक उद्देश्य हुन सक्छ (उदाहरणका लागि, ग्यास पत्ता लगाउनको लागि)। यी अध्ययनहरू औद्योगिक स्तरको CVD प्रक्रियाहरूमा फोहोर र लागत घटाउनको लागि धेरै उपयोगी छन्।
सामान्यतया, CVD NGF को औसत मोटाई (कम- र बहु-तह) ग्राफिन र औद्योगिक (माइक्रोमिटर) ग्रेफाइट पानाहरू बीच हुन्छ। तिनीहरूको रोचक गुणहरूको दायरा, हामीले तिनीहरूको उत्पादन र ढुवानीको लागि विकास गरेको सरल विधिसँग मिलेर, यी फिल्महरूलाई हाल प्रयोग हुने ऊर्जा-गहन औद्योगिक उत्पादन प्रक्रियाहरूको खर्च बिना, ग्रेफाइटको कार्यात्मक प्रतिक्रिया आवश्यक पर्ने अनुप्रयोगहरूको लागि विशेष रूपमा उपयुक्त बनाउँछ।
एक व्यावसायिक CVD रिएक्टर (Aixtron 4-inch BMPro) मा २५-μm-बाक्लो निकल पन्नी (९९.५% शुद्धता, गुडफेलो) स्थापना गरिएको थियो। प्रणालीलाई आर्गनले शुद्ध पारिएको थियो र १०-३ mbar को आधार दबाबमा खाली गरिएको थियो। त्यसपछि निकल पन्नी राखिएको थियो। Ar/H2 मा (५ मिनेटको लागि Ni पन्नीलाई पूर्व-एनिल गरेपछि, पन्नीलाई ९०० °C मा ५०० mbar को दबाबमा पर्दाफास गरिएको थियो। NGF लाई ५ मिनेटको लागि CH4/H2 (१०० cm3 प्रत्येक) को प्रवाहमा जम्मा गरिएको थियो। त्यसपछि नमूनालाई ४० °C/मिनेटमा Ar प्रवाह (४००० cm3) प्रयोग गरेर ७०० °C भन्दा कम तापक्रममा चिसो पारिएको थियो। NGF वृद्धि प्रक्रियाको अनुकूलनको विवरण अन्यत्र वर्णन गरिएको छ।
SEM द्वारा Zeiss Merlin माइक्रोस्कोप (१ kV, ५० pA) प्रयोग गरेर नमूनाको सतह आकारविज्ञानको दृश्यावलोकन गरिएको थियो। AFM (आयाम आइकन SPM, ब्रुकर) प्रयोग गरेर नमूनाको सतह खुरदरापन र NGF मोटाई मापन गरिएको थियो। TEM र SAED मापनहरू FEI Titan 80–300 Cubed माइक्रोस्कोप प्रयोग गरेर उच्च चमक क्षेत्र उत्सर्जन बन्दुक (३०० kV), FEI Wien प्रकार मोनोक्रोमेटर र CEOS लेन्स गोलाकार विकृति सुधारकले सुसज्जित अन्तिम परिणामहरू प्राप्त गर्न प्रयोग गरिएको थियो। स्थानिय रिजोल्युसन ०.०९ nm। NGF नमूनाहरू फ्ल्याट TEM इमेजिङ र SAED संरचना विश्लेषणको लागि कार्बन लेसी लेपित तामा ग्रिडहरूमा स्थानान्तरण गरिएको थियो। यसरी, धेरैजसो नमूना फ्लोकहरू समर्थन झिल्लीको छिद्रहरूमा निलम्बित छन्। स्थानान्तरण गरिएका NGF नमूनाहरू XRD द्वारा विश्लेषण गरिएको थियो। ३ मिमीको बीम स्पट व्यास भएको Cu विकिरण स्रोत प्रयोग गरेर पाउडर डिफ्र्याक्टोमिटर (ब्रुकर, Cu Kα स्रोत भएको D2 फेज सिफ्टर, १.५४१८ Å र LYNXEYE डिटेक्टर) प्रयोग गरेर एक्स-रे डिफ्राक्शन ढाँचाहरू प्राप्त गरियो।
एकीकृत कन्फोकल माइक्रोस्कोप (अल्फा ३०० आरए, WITeC) प्रयोग गरेर धेरै रमन बिन्दु मापन रेकर्ड गरियो। थर्मली प्रेरित प्रभावहरूबाट बच्न कम उत्तेजना शक्ति (२५%) भएको ५३२ एनएम लेजर प्रयोग गरियो। १५० वाटको पावरमा मोनोक्रोमेटिक अल केα विकिरण (hν = १४८६.६ ईभी) प्रयोग गरेर ३०० × ७०० μm२ को नमूना क्षेत्रमा क्र्याटोस एक्सिस अल्ट्रा स्पेक्ट्रोमिटरमा एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) गरिएको थियो। क्रमशः १६० ईभी र २० ईभीको प्रसारण ऊर्जामा रिजोल्युसन स्पेक्ट्रा प्राप्त गरियो। SiO2 मा स्थानान्तरण गरिएका NGF नमूनाहरूलाई ३० वाटमा PLS6MW (१.०६ μm) यटरबियम फाइबर लेजर प्रयोग गरेर टुक्राहरूमा काटियो (प्रत्येक ३ × १० मिमी२)। तामाको तार सम्पर्कहरू (५० μm बाक्लो) अप्टिकल माइक्रोस्कोप मुनि चाँदीको पेस्ट प्रयोग गरेर बनाइएको थियो। भौतिक गुण मापन प्रणाली (PPMS EverCool-II, क्वान्टम डिजाइन, USA) मा यी नमूनाहरूमा ३०० K र ± ९ टेस्लाको चुम्बकीय क्षेत्र भिन्नतामा विद्युतीय यातायात र हल प्रभाव प्रयोगहरू गरिएको थियो। क्वार्ट्ज सब्सट्रेटहरू र क्वार्ट्ज सन्दर्भ नमूनाहरूमा स्थानान्तरण गरिएको ३५०-८०० nm NGF दायरामा Lambda 950 UV-vis स्पेक्ट्रोफोटोमिटर प्रयोग गरेर प्रसारित UV-vis स्पेक्ट्रा रेकर्ड गरिएको थियो।
रासायनिक प्रतिरोध सेन्सर (इन्टरडिजिटेटेड इलेक्ट्रोड चिप) लाई कस्टम प्रिन्टेड सर्किट बोर्ड ७३ मा तार गरिएको थियो र प्रतिरोधलाई क्षणिक रूपमा निकालिएको थियो। उपकरण अवस्थित प्रिन्टेड सर्किट बोर्ड सम्पर्क टर्मिनलहरूसँग जोडिएको छ र ग्यास सेन्सिङ चेम्बर ७४ भित्र राखिएको छ। प्रतिरोध मापन १ V को भोल्टेजमा पर्जदेखि ग्यास एक्सपोजरसम्म निरन्तर स्क्यान गरेर लिइएको थियो र त्यसपछि फेरि पर्ज गरिएको थियो। सुरुमा चेम्बरमा उपस्थित सबै अन्य विश्लेषकहरू, आर्द्रता सहित, हटाउन सुनिश्चित गर्न २०० सेमी ३ मा नाइट्रोजनले १ घण्टाको लागि पर्ज गरेर चेम्बर सफा गरिएको थियो। त्यसपछि व्यक्तिगत विश्लेषकहरूलाई N2 सिलिन्डर बन्द गरेर २०० सेमी ३ को समान प्रवाह दरमा चेम्बरमा बिस्तारै छोडियो।
यस लेखको संशोधित संस्करण प्रकाशित भएको छ र लेखको शीर्षमा रहेको लिङ्क मार्फत पहुँच गर्न सकिन्छ।
इनागाकी, एम. र काङ, एफ. कार्बन मटेरियल्स साइन्स एण्ड इन्जिनियरिङ: फन्डामेन्टल्स। दोस्रो संस्करण सम्पादन। २०१४। ५४२।
पियर्सन, एचओ ह्यान्डबुक अफ कार्बन, ग्रेफाइट, डायमण्ड एण्ड फुलरेन्स: प्रोपर्टीज, प्रोसेसिङ एण्ड एप्लिकेसन। पहिलो संस्करण सम्पादन गरिएको छ। १९९४, न्यू जर्सी।
साई, डब्ल्यू. एट अल। पारदर्शी पातलो प्रवाहकीय इलेक्ट्रोडको रूपमा ठूलो क्षेत्र बहु-तह ग्राफिन/ग्रेफाइट फिल्महरू। अनुप्रयोग। भौतिक विज्ञान। राइट। 95(12), 123115(2009)।
बालान्डिन एए ग्राफिन र न्यानोस्ट्रक्चर्ड कार्बन सामग्रीहरूको थर्मल गुणहरू। नेट। म्याट १०(८), ५६९–५८१ (२०११)।
चेङ केवाई, ब्राउन पीडब्ल्यू र काहिल डीजी कम-तापमान रासायनिक वाष्प निक्षेपण द्वारा Ni (१११) मा उब्जाएको ग्रेफाइट फिल्महरूको थर्मल चालकता। क्रियाविशेषण। म्याट। इन्टरफेस ३, १६ (२०१६)।
हेस्जेडाल, टी. रासायनिक वाष्प निक्षेपणद्वारा ग्राफिन फिल्महरूको निरन्तर वृद्धि। प्रयोग। भौतिक विज्ञान। राइट। ९८(१३), १३३१०६(२०११)।