וואַקסן אַ טראַנסלוסאַנט גראַפיט פילם אויף ני און זיין צוויי-וועג פּאָלימער-פֿרייַ טראַנספער

א דאנק פארן באזוכן Nature.com. די ווערסיע פון ​​בראַוזער וואָס איר ניצט האט באַגרענעצטע CSS שטיצע. פֿאַר די בעסטע רעזולטאַטן, רעקאָמענדירן מיר אַז איר זאָלט ניצן אַ נייערע ווערסיע פון ​​אייער בראַוזער (אָדער דיאַקטיווירן קאָמפּאַטיביליטי מאָדע אין אינטערנעט עקספּלאָרער). אין דער דערווייל, צו זיכער מאַכן אָנגייענדיקע שטיצע, ווייַזן מיר דעם וועבזייטל אָן סטיילינג אָדער דזשאַוואַסקריפּט.
נאַנאָסקאַלע גראַפיט פילמען (NGFs) זענען ראָבוסטע נאַנאָמאַטעריאַלן וואָס קענען פּראָדוצירט ווערן דורך קאַטאַליטיש כעמישער פארע דעפּאַזישאַן, אָבער פֿראַגעס בלייבן וועגן זייער גרינגקייט פון טראַנספער און ווי ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגיע אַפעקץ זייער נוצן אין ווייַטער-דור דעוויסעס. דאָ מיר באַריכטן דעם וווּקס פון NGF אויף ביידע זייטן פון אַ פּאָליקריסטאַלין ניקאַל פאָליע (שטח 55 קוביק סענטימעטער, גרעב וועגן 100 נאַנאָמעטער) און זיין פּאָלימער-פֿרייַ טראַנספער (פראָנט און צוריק, שטח אַרויף צו 6 קוביק סענטימעטער). רעכט צו דער מאָרפאָלאָגיע פון ​​​​די קאַטאַליסט פאָליע, די צוויי טשאַד פילמען אַנדערש אין זייער גשמיות פּראָפּערטיעס און אנדערע קעראַקטעריסטיקס (אַזאַ ווי ייבערפלאַך ראַפנאַס). מיר ווייַזן אַז NGFs מיט אַ ראַפער צוריק זייט זענען גוט פּאַסיק פֿאַר NO2 דעטעקשאַן, בשעת גלאַטער און מער קאַנדאַקטיוו NGFs אויף די פראָנט זייט (2000 S/קמ, בלאַט קעגנשטעל - 50 אָום/מ2) קענען זיין ווייאַבאַל קאַנדאַקטערז. קאַנאַל אָדער עלעקטראָד פון די זונ צעל (זינט עס טראַנסמיטז 62% פון קענטיק ליכט). קוילעלדיק, די דיסקרייבד וווּקס און טראַנספּאָרט פּראַסעסאַז קען העלפֿן פאַרשטיין NGF ווי אַן אָלטערנאַטיוו טשאַד מאַטעריאַל פֿאַר טעקנאַלאַדזשיקאַל אַפּלאַקיישאַנז ווו גראַפֿין און מיקראָן-דיק גראַפיט פילמען זענען נישט פּאַסיק.
גראַפיט איז אַ ברייט גענוצטער אינדוסטריעלער מאַטעריאַל. באַמערקענסווערט, גראַפיט האט די אייגנשאַפטן פון אַ רעלאַטיוו נידעריק מאַסע געדיכטקייט און הויך אין-פּלאַן טערמישע און עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי, און איז זייער סטאַביל אין שווערע טערמישע און כעמישע סביבות1,2. פלאַק גראַפיט איז אַ באַוווסט סטאַרטינג מאַטעריאַל פֿאַר גראַפֿין פאָרשונג3. ווען פּראַסעסט אין דין פילמען, עס קען זיין געניצט אין אַ ברייט קייט פון אַפּלאַקיישאַנז, אַרייַנגערעכנט היץ זינקען פֿאַר עלעקטראָניש דעוויסעס אַזאַ ווי סמאַרטפאָונז4,5,6,7, ווי אַן אַקטיוו מאַטעריאַל אין סענסאָרס8,9,10 און פֿאַר עלעקטראָמאַגנעטישע ינטערפיראַנס שוץ11.12 און פילמען פֿאַר ליטאָגראַפֿיע אין עקסטרעם אַלטראַווייאַליט13,14, קאַנדאַקטינג טשאַנאַלז אין זונ סעלז15,16. פֿאַר אַלע די אַפּלאַקיישאַנז, עס וואָלט זיין אַ באַטייטיק מייַלע אויב גרויסע געביטן פון גראַפיט פילמען (NGFs) מיט גרעב קאַנטראָולד אין די נאַנאָסקאַלע <100 נם קען זיין לייכט געשאפן און טראַנספּאָרטאַד.
גראַפיט פילמען ווערן פּראָדוצירט דורך פֿאַרשידענע מעטאָדן. אין איין פֿאַל, איז איינבעטן און אויסברייטן, און דערנאָך עקספאָליאַציע, געניצט געוואָרן צו פּראָדוצירן גראַפֿין פֿלעקלעך10,11,17. די פֿלעקלעך מוזן ווייטער פֿאַראַרבעט ווערן אין פֿילמען פֿון דער נויטיקער גרעב, און עס נעמט אָפֿט עטלעכע טעג צו פּראָדוצירן געדיכטע גראַפיט בלעטער. נאָך אַ צוגאַנג איז צו אָנהייבן מיט גראַפֿיטירבארע האַרטע פֿאָרגייער. אין אינדוסטריע ווערן פּאָלימער בלעטער קאַרבאָניזירט (ביי 1000–1500 °C) און דערנאָך גראַפֿיטיזירט (ביי 2800–3200 °C) צו שאַפֿן גוט-סטרוקטורירטע שיכטן מאַטעריאַלן. כאָטש די קוואַליטעט פֿון די פֿילמען איז הויך, איז דער ענערגיע פֿאַרברויך באַדייטנדיק1,18,19 און די מינימום גרעב איז באַגרענעצט צו אַ פּאָר מיקראָנען1,18,19,20.
קאַטאַליטישע כעמישע פארע דעפּאַזישאַן (CVD) איז אַ באַוווסטע מעטאָדע פֿאַר פּראָדוצירן גראַפֿין און אולטראַ-דין גראַפֿיט פילמען (<10 נם) מיט הויך סטרוקטורעל קוואַליטעט און גלייַך קאָסטן 21,22,23,24,25,26,27. אָבער, קאַמפּערד מיט די וווּקס פון גראַפֿין און אולטראַ-דין גראַפֿיט פילמען 28, גרויס-שטח וווּקס און / אָדער אַפּלאַקיישאַן פון NGF ניצן CVD איז אפילו ווייניקער יקספּלאָרד 11,13,29,30,31,32,33.
CVD-געוואקסענע גראַפֿין און גראַפֿיט פֿילמען דאַרפֿן אָפֿט טראַנספֿערירט ווערן אויף פֿונקציאָנעלע סאַבסטראַטן34. די דין-פֿילם טראַנספֿערס נעמען אַרײַן צוויי הויפּט מעטאָדן35: (1) נישט-עטשינג טראַנספֿער36,37 און (2) עטשינג-באַזירטע נאַסע כעמישער טראַנספֿער (סאַבסטראַט געשטיצט)14,34,38. יעדער מעטאָד האָט עטלעכע מעלות און חסרונות און מוז אויסגעקליבן ווערן לויט דער בדעה אַפּליקאַציע, ווי באַשריבן אַנדערשוואו35,39. פֿאַר גראַפֿין/גראַפֿיט פֿילמען וואָס וואַקסן אויף קאַטאַליטישע סאַבסטראַטן, בלייבט טראַנספֿער דורך נאַסע כעמישע פּראָצעסן (פון וועלכע פּאָלימעטהיל מעטאַקרילאַט (PMMA) איז די מערסט אָפֿט געניצטע שטיצע שיכט) די ערשטע ברירה13,30,34,38,40,41,42. You et al. עס איז דערמאָנט געוואָרן אַז קיין פּאָלימער איז נישט געניצט געוואָרן פֿאַר NGF טראַנספֿער (מוסטער גרייס אַפּראָקסימאַטלי 4 cm2)25,43, אָבער קיין דעטאַלן זענען נישט צוגעשטעלט געוואָרן וועגן מוסטער סטאַביליטעט און/אָדער האַנדלינג בעת טראַנספֿער; נאַסע כעמישע פּראָצעסן מיט פּאָלימערן באַשטייען פון עטלעכע טריט, אַרייַנגערעכנט די אַפּליקאַציע און דערנאָך באַזייַטיקונג פון אַ קרבן פּאָלימער שיכט30,38,40,41,42. דער פּראָצעס האט חסרונות: למשל, פּאָלימער רעשטלעך קענען ענדערן די אייגנשאַפטן פון די געוואַקסענע פילם38. נאָך פּראַסעסינג קען באַזייַטיקונג רעשטלעך פּאָלימער, אָבער די נאָך טריט פאַרגרעסערן די קאָסטן און צייט פון פילם פּראָדוקציע38,40. בעת CVD וווּקס, אַ שיכט פון גראַפֿען איז דעפּאַזאַטירט ניט בלויז אויף די פראָנט זייַט פון די קאַטאַליסט פאָליע (די זייַט וואָס קוקט אויף די דאַמף לויפן), אָבער אויך אויף זיין צוריק זייַט. אָבער, די לעצטע ווערט באַטראַכט ווי אַ וויסט פּראָדוקט און קען געשווינד באַזייַטיקט ווערן דורך ווייך פּלאַזמע38,41. ריסייקלינג דעם פילם קען העלפֿן מאַקסאַמייז ייעלד, אפילו אויב עס איז פון נידעריקער קוואַליטעט ווי פּנים טשאַד פילם.
דאָ באַריכטן מיר די צוגרייטונג פון וועיפער-וואָג בייפיישאַל וווּקס פון NGF מיט הויך סטרוקטורעל קוואַליטעט אויף פּאָליקריסטאַלין ניקעל פאָליע דורך CVD. עס איז געוואָרן אַססעססעד ווי די ראַפנאַס פון די פראָנט און הינטערשטע ייבערפלאַך פון די פאָליע אַפעקטירט די מאָרפאָלאָגיע און סטרוקטור פון NGF. מיר אויך דעמאָנסטרירן קאָסטן-עפעקטיוו און ינווייראַנמענאַלי פרייַנדלעך פּאָלימער-פֿרייַ אַריבערפירן פון NGF פון ביידע זייטן פון ניקעל פאָליע אויף מולטיפונקציאָנעל סאַבסטראַטעס און ווייַזן ווי די פראָנט און הינטערשטע פילמען זענען פּאַסיק פֿאַר פֿאַרשידענע אַפּלאַקיישאַנז.
די פאלגענדע סעקציעס דיסקוטירן פארשידענע גראַפיט פילם גרעבקייטן לויט די צאָל פון געשטאפלטע גראַפֿין שיכטן: (i) איין-שיכט גראַפֿין (SLG, 1 שיכט), (ii) ווייניק-שיכט גראַפֿין (FLG, < 10 שיכטן), (iii) מער-שיכט גראַפֿין (MLG, 10-30 שיכטן) און (iv) NGF (~300 שיכטן). די לעצטע איז די מערסטע געוויינטלעכע גרעב אויסגעדריקט ווי אַ פּראָצענט פון שטח (בעערעך 97% שטח פּער 100 µm2)30. דעריבער ווערט דער גאַנצער פילם פשוט גערופן NGF.
פּאָליקריסטאַלין ניקעל פאָליעס געניצט פֿאַר דער סינטעז פון גראַפֿין און גראַפֿיט פילמען האָבן פֿאַרשידענע טעקסטשורז ווי אַ רעזולטאַט פון זייער פּראָדוקציע און דערנאָך פּראַסעסינג. מיר האָבן לעצטנס געמאָלדן אַ שטודיע צו אָפּטימיזירן דעם וווּקס פּראָצעס פון NGF30. מיר ווייַזן אַז פּראָצעס פּאַראַמעטערס אַזאַ ווי אַנילינג צייט און קאַמער דרוק בעשאַס די וווּקס בינע שפּילן אַ קריטיש ראָלע אין באַקומען NGFs פון מונדיר גרעב. דאָ, מיר ווייטער ינוועסטאַגייטאַד די וווּקס פון NGF אויף פּאַלישט פראָנט (FS) און אַנפּאַלישט צוריק (BS) סערפאַסיז פון ניקעל פאָליע (פיגור 1a). דרייַ טייפּס פון סאַמפּאַלז FS און BS זענען יגזאַמאַנד, ליסטעד אין טיש 1. ביי וויזשאַוואַל דורכקוק, מונדיר וווּקס פון NGF אויף ביידע זייטן פון די ניקעל פאָליע (NiAG) קענען זיין געזען דורך די קאָליר ענדערונג פון די מאַסע Ni סאַבסטראַט פון אַ כאַראַקטעריסטיש מעטאַליק זילבער גרוי צו אַ מאַט גרוי קאָליר (פיגור 1a); מיקראָסקאָפּיק מעסטונגען זענען באשטעטיקט (פיגור 1b, c). א טיפּיש ראַמאַן ספּעקטרום פון FS-NGF באמערקט אין די העל געגנט און אנגעוויזן דורך רויט, בלוי און מאַראַנץ פייַלן אין פיגור 1b איז געוויזן אין פיגור 1c. די כאַראַקטעריסטישע ראַמאַן שפּיצן פון גראַפיט G (1683 cm−1) און 2D (2696 cm−1) באַשטעטיקן דעם וואוקס פון העכסט קריסטאַלינע NGF (פיגור 1c, טאַבעלע SI1). איבערן גאַנצן פילם איז באמערקט געוואָרן אַ פּרעדאָמינאַנס פון ראַמאַן ספּעקטראַ מיט אינטענסיטעט פאַרהעלטעניש (I2D/IG) ~0.3, בשעת ראַמאַן ספּעקטראַ מיט I2D/IG = 0.8 זענען זעלטן באמערקט געוואָרן. די אָפּוועזנהייט פון דעפעקטיווע שפּיצן (D = 1350 cm-1) אין דעם גאַנצן פילם ווייזט אויף דער הויכער קוואַליטעט פון NGF וואוקס. ענלעכע ראַמאַן רעזולטאַטן זענען באַקומען געוואָרן אויף דעם BS-NGF מוסטער (פיגור SI1 a און b, טאַבעלע SI1).
פארגלייך פון NiAG FS- און BS-NGF: (א) פאטאגראפיע פון ​​א טיפישן NGF (NiAG) מוסטער וואס ווייזט NGF וואוקס אויף וועיפער מאסשטאב (55 קוביק סענטימעטער) און די רעזולטירנדע BS- און FS-Ni פויל מוסטערן, (ב) FS-NGF בילדער/Ni באקומען דורך אן אפטישן מיקראסקאפ, (ג) טיפישע ראַמאַן ספּעקטראַ רעקאָרדירט ​​אין פארשידענע פאזיציעס אין פאנעל ב, (ד, ו) SEM בילדער ביי פארשידענע פארגרעסערונגען אויף FS-NGF/Ni, (ה, ז) SEM בילדער ביי פארשידענע פארגרעסערונגען שטעלט BS -NGF/Ni. דער בלויער פײַל ווייזט אויף די FLG געגנט, דער אראנדזשע פײַל ווייזט אויף די MLG געגנט (נעבן די FLG געגנט), דער רויטער פײַל ווייזט אויף די NGF געגנט, און דער מאַגענטאַ פײַל ווייזט אויף די פאלד.
זינט וואוקס איז אפהענגיק פון דער גרעב פון דעם ערשטן סאַבסטראַט, קריסטאַל גרייס, אָריענטאַציע, און קערל גרענעצן, בלייבט דערגרייכן אַ גלייַכגעוויכטיקע קאָנטראָל פון NGF גרעב איבער גרויסע שטחים אַ אַרויסרופן20,34,44. די שטודיע האט גענוצט אינהאַלט וואָס מיר האָבן פריער פאַרעפֿנטלעכט30. דער פּראָצעס פּראָדוצירט אַ העל געגנט פון 0.1 צו 3% פּער 100 µm230. אין די פאלגענדע סעקציעס, פּרעזענטירן מיר רעזולטאַטן פֿאַר ביידע טייפּס פון מקומות. הויך מאַגניפיקאַטיאָן SEM בילדער ווייַזן די בייַזייַן פון עטלעכע העל קאַנטראַסט געביטן אויף ביידע זייטן (פיגור 1f,g), וואָס ינדיקייץ די בייַזייַן פון FLG און MLG מקומות30,45. דאָס איז אויך באַשטעטיקט געוואָרן דורך ראַמאַן סקאַטערינג (פיגור 1c) און TEM רעזולטאַטן (דיסקוטירט שפּעטער אין דער סעקציע "FS-NGF: סטרוקטור און פּראָפּערטיעס"). די FLG און MLG מקומות באמערקט אויף FS- און BS-NGF/Ni סאַמפּאַלז (פראָנט און צוריק NGF געוואַקסן אויף Ni) קען האָבן געוואַקסן אויף גרויס Ni(111) קערל געשאפן בעשאַס פאַר-אַנילינג22,30,45. מען האט באמערקט פאלטן אויף ביידע זייטן (פיגור 1ב, געצייכנט מיט לילע פײַלן). די פאלטן ווערן אָפט געפֿונען אין CVD-געוואַקסענע גראַפֿין און גראַפֿיט פֿילמען צוליב דעם גרויסן אונטערשייד אין דעם קאָעפֿיציענט פֿון טערמישער אויסברייטונג צווישן דעם גראַפֿיט און דעם ניקעל סאַבסטראַט30,38.
דאס AFM בילד האט באשטעטיקט אז די FS-NGF מוסטער איז געווען פלאכער ווי די BS-NGF מוסטער (פיגור SI1) (פיגור SI2). די רוט מיטל קוואדראט (RMS) ראַפנאַס ווערטן פון FS-NGF/Ni (פיגור SI2c) און BS-NGF/Ni (פיגור SI2d) זענען 82 און 200 נם, ריספּעקטיוולי (געמאסטן איבער א שטח פון 20 × 20 μm2). די העכערע ראַפנאַס קען פארשטאנען ווערן באזירט אויף דער ייבערפלאַך אַנאַליז פון די ניקעל (NiAR) פאָליע אין דעם ווי-באקומען צושטאַנד (פיגור SI3). SEM בילדער פון FS און BS-NiAR ווערן געוויזן אין פיגורן SI3a–d, דעמאָנסטרירנדיק פאַרשידענע ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגיעס: פּאַלישט FS-Ni פאָליע האט נאַנאָ- און מיקראָן-גרייס ספערישע פּאַרטיקאַלז, בשעת אַנפּאַלישט BS-Ni פאָליע ווייזט אַ פּראָדוקציע לייטער ווי פּאַרטיקאַלז מיט הויך שטאַרקייט און אַראָפּגאַנג. נידעריק און הויך רעזאָלוציע בילדער פון אַנילד ניקעל פאָליע (NiA) ווערן געוויזן אין פיגור SI3e–h. אין די פיגורן קענען מיר באמערקן די אנוועזנהייט פון עטלעכע מיקראן-גרייס ניקעל פּאַרטיקלען אויף ביידע זייטן פון די ניקעל שטער (פיגור SI3e–h). גרויסע קערלעך קענען האבן א Ni(111) אויבערפלאך אריענטאציע, ווי פריער באריכטעט30,46. עס זענען דא באדייטנדע אונטערשיידן אין ניקעל שטער מאָרפאָלאָגיע צווישן FS-NiA און BS-NiA. די העכערע ראַפנאַס פון BS-NGF/Ni איז רעכט צו דער נישט-פּאָלירט אויבערפלאך פון BS-NiAR, וועמענס אויבערפלאך בלייבט באדייטנד ראַפ אפילו נאָך אַנילינג (פיגור SI3). די סארט אויבערפלאך כאַראַקטעריזאַציע איידער דעם וואוקס פּראָצעס אַלאַוז די ראַפנאַס פון גראַפֿין און גראַפֿיט פילמען צו זיין קאַנטראָולד. עס זאָל זיין באמערקט אַז די אָריגינעלע סאַבסטראַט האט דורכגעגאנגען עטלעכע קערל רעאָרגאַניזאַציע בעשאַס גראַפֿין וואוקס, וואָס אַ ביסל פארקלענערט די קערל גרייס און אַ ביסל געוואקסן די אויבערפלאך ראַפנאַס פון די סאַבסטראַט קאַמפּערד צו די אַנילד שטער און קאַטאַליסט פילם22.
פיין-טונינג די סאַבסטראַט ייבערפלאַך ראַפנאַס, אַנילינג צייט (קערל גרייס)30,47 און מעלדונג קאָנטראָל43 וועט העלפֿן רעדוצירן רעגיאָנאַלע NGF גרעב יונאַפאָרמאַטי צו די µm2 און/אָדער אפילו nm2 וואָג (ד"ה, גרעב ווערייישאַנז פון אַ ביסל נאַנאָמעטער). צו קאָנטראָלירן די ייבערפלאַך ראַפנאַס פון די סאַבסטראַט, מעטאָדן אַזאַ ווי עלעקטראָליטיק פּאַלישינג פון די ריזאַלטינג ניקאַל פאָליע קענען זיין באַטראַכט48. די פאַר-באַהאַנדלטע ניקאַל פאָליע קענען דעמאָלט זיין אַנילד בייַ אַ נידעריקער טעמפּעראַטור (< 900 °C)46 און צייט (< 5 מינוט) צו ויסמיידן די פאָרמירונג פון גרויס Ni(111) גריינז (וואָס איז וווילטויק פֿאַר FLG וווּקס).
SLG און FLG גראַפֿען קען נישט אויסהאַלטן די ייבערפֿלאַך שפּאַנונג פֿון זויערן און וואַסער, און דאַרף מעכאַנישע שטיצע שיכטן בעת ​​נאַסע כעמישע טראַנספֿער פּראָצעסן22,34,38. אין קאָנטראַסט צו דער נאַסע כעמישע טראַנספֿער פֿון פּאָלימער-געשטיצטער איין-שיכטיקער גראַפֿען38, האָבן מיר געפֿונען אַז ביידע זייטן פֿון דעם ווי-געוואַקסענעם NGF קענען ווערן טראַנספֿערירט אָן פּאָלימער שטיצע, ווי געוויזן אין פֿיגור 2a (זען פֿיגור SI4a פֿאַר מער פרטים). טראַנספֿער פֿון NGF צו אַ געגעבענעם סאַבסטראַט הייבט זיך אָן מיט נאַסע עטשינג פֿון דעם אונטערלייגנדיקן Ni30.49 פֿילם. די געוואַקסענע NGF/Ni/NGF מוסטערן זענען געשטעלט געוואָרן איבער נאַכט אין 15 מל פֿון 70% HNO3 פֿאַרדיןט מיט 600 מל פֿון דעיאָניזירט (DI) וואַסער. נאָכדעם ווי די Ni פֿאָליע איז גאָר אויפֿגעלייזט, בלייבט FS-NGF גלאַט און שוועבט אויף דער ייבערפֿלאַך פֿון דער פֿליסיקייט, פּונקט ווי דער NGF/Ni/NGF מוסטער, בשעת BS-NGF איז אײַנגעטובלט אין וואַסער (פֿיגור 2a,b). דער אפגעזונדערטער NGF איז דאן אריבערגעפירט געווארן פון איין בעכער מיט פריש דעיאָניזירט וואסער צו אן אנדער בעכער און דער אפגעזונדערטער NGF איז גרינטלעך געוואשן געווארן, איבערחזרנדיג פיר ביז זעקס מאל דורך דער קאנקאווע גלאז שיסל. צום סוף, FS-NGF און BS-NGF זענען געשטעלט געווארן אויף דעם געוואונטשענעם סובסטראט (פיגור 2c).
פּאָלימער-פֿרײַער נאַסע כעמישער טראַנספֿער פּראָצעס פֿאַר NGF געוואַקסן אויף ניקעל פֿויל: (אַ) פּראָצעס פֿלוס דיאַגראַם (זען פֿיגור SI4 פֿאַר מער פרטים), (ב) דיגיטאַלע פֿאָטאָגראַפֿיע פֿון אפגעזונדערטן NGF נאָך Ni עטשינג (2 מוסטערן), (ג) בייַשפּיל FS – און BS-NGF טראַנספֿער צו SiO2/Si סאַבסטראַט, (ד) FS-NGF טראַנספֿער צו אָופּאַק פּאָלימער סאַבסטראַט, (ה) BS-NGF פֿון דער זעלבער מוסטער ווי פּאַנעל d (געטיילט אין צוויי טיילן), טראַנספֿערירט צו גאָלד פּלייטאַד C פּאַפּיר און Nafion (פֿלעקסיבל טראַנספּאַרענט סאַבסטראַט, עדזשאַז מאַרקירט מיט רויטע עקן).
באַמערקט אַז SLG טראַנספער דורכגעפירט מיט נאַסע כעמישע טראַנספער מעטאָדן ריקווייערז אַ גאַנץ פּראַסעסינג צייט פון 20-24 שעה 38. מיט דער פּאָלימער-פֿרייַער טראַנספער טעכניק דעמאַנסטרירט דאָ (פיגור SI4a), די קוילעלדיק NGF טראַנספער פּראַסעסינג צייט איז באַדייטנד רידוסט (בעערעך 15 שעה). דער פּראָצעס באשטייט פון: (טרעט 1) צוגרייטן אַן עטשינג לייזונג און שטעלן די מוסטער אין עס (~10 מינוט), און וואַרטן איבער נאַכט פֿאַר Ni עטשינג (~7200 מינוט), (טרעט 2) שווענקען מיט דעיאָניזעד וואַסער (טרעט - 3). האַלטן אין דעיאָניזעד וואַסער אָדער טראַנספער צו ציל סאַבסטראַט (20 מינוט). וואַסער טראַפּט צווישן די NGF און די מאַסע מאַטריץ איז אַוועקגענומען דורך קאַפּילאַרי אַקציע (ניצן בלאָטינג פּאַפּיר) 38, און די רוען וואַסער טראָפּנס זענען אַוועקגענומען דורך נאַטירלעך טריקעניש (בעערעך 30 מינוט), און לעסאָף די מוסטער איז געטריקנט פֿאַר 10 מינוט. מינוט אין אַ וואַקוום אויוון (10-1 mbar) ביי 50-90 °C (60 מינוט) 38.
גראַפיט איז באַקאַנט צו וויטשטיין די בייַזייַן פון וואַסער און לופט ביי גאַנץ הויכע טעמפּעראַטורן (≥ 200 °C)50,51,52. מיר האָבן טעסטעד מוסטערן מיט ראַמאַן ספּעקטראָסקאָפּיע, SEM, און XRD נאָך סטאָרידזש אין דעיאָניזירט וואַסער ביי צימער טעמפּעראַטור און אין פארזיגלטע פלעשער פֿאַר ערגעץ פון אַ פּאָר טעג ביז איין יאָר (פיגור SI4). עס איז קיין באַמערקבאַר דעגראַדאַציע. פיגור 2c ווייזט פריי-שטייענדיק FS-NGF און BS-NGF אין דעיאָניזירט וואַסער. מיר האָבן זיי קאַפּטשערד אויף אַ SiO2 (300 נם)/Si סאַבסטראַט, ווי געוויזן אין די אָנהייב פון פיגור 2c. דערצו, ווי געוויזן אין פיגור 2d,e, קאָנטינויִערלעך NGF קענען זיין טראַנספערד צו פאַרשידן סאַבסטראַטן אַזאַ ווי פּאָלימערס (Thermabright פּאָליאַמיד פון Nexolve און Nafion) און גאָלד-באדעקט קאַרבאָן פּאַפּיר. די פלאָוטינג FS-NGF איז לייכט געשטעלט אויף די ציל סאַבסטראַט (פיגור 2c, d). אָבער, BS-NGF מוסטערן גרעסער ווי 3 cm2 זענען שווער צו שעפּן ווען גאָר איינגעטובלט אין וואַסער. געוויינטלעך, ווען זיי הייבן אן צו וואַלגערן אין וואַסער, צוליב אומפארזיכטיקער באַהאַנדלונג צעברעכן זיי זיך מאַנטשמאָל אין צוויי אָדער דריי טיילן (פיגור 2e). אינגאַנצן, האָבן מיר געקענט דערגרייכן פּאָלימער-פֿרייע טראַנספֿער פֿון PS- און BS-NGF (קאָנטיניואַסער נאָטלאָזער טראַנספֿער אָן NGF/Ni/NGF וואוקס ביי 6 קוביק סענטימעטער) פֿאַר מוסטערן ביז 6 און 3 קוביק סענטימעטער אין שטח, בהתאמה. יעדע איבערבליבענע גרויסע אָדער קליינע שטיקלעך קענען ווערן (לייכט געזען אין דער עטשינג לייזונג אָדער דעיאָניזירט וואַסער) אויף דעם געוואונטשענעם סאַבסטראַט (~1 מם², פיגור SI4b, זע מוסטער טראַנספֿערירט צו קופּער גריד ווי אין "FS-NGF: סטרוקטור און אייגנשאַפֿטן (דיסקוטירט) אונטער "סטרוקטור און אייגנשאַפֿטן") אָדער אויפֿגעהיט פֿאַר צוקונפֿטיקן באַנוץ (פיגור SI4). באַזירט אויף דעם קריטעריאָן, שאַצן מיר אַז NGF קען ווערן צוריקגעוואונען אין ייעלדס פון ביז 98-99% (נאָך וואוקס פֿאַר טראַנספֿער).
טראַנספער מוסטערן אָן פּאָלימער זענען אַנאַליזירט געוואָרן אין דעטאַל. ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגישע קעראַקטעריסטיקס באַקומען אויף FS- און BS-NGF/SiO2/Si (פיגור 2c) ניצן אָפּטישע מיקראָסקאָפּיע (OM) און SEM בילדער (פיגור SI5 און פיגור 3) האָבן געוויזן אַז די מוסטערן זענען טראַנספערד אָן מיקראָסקאָפּיע. קענטיקע סטרוקטורעלע שעדיקן אַזאַ ווי ריסן, לעכער, אָדער אַנפאָולד געביטן. די פאָולדז אויף די גראָוינג NGF (פיגור 3b, d, אנגעצייכנט מיט לילאַ פייַלן) זענען געבליבן גאַנץ נאָך טראַנספער. ביידע FS- און BS-NGFs זענען קאַמפּאָוזד פון FLG געביטן (העל געביטן אנגעצייכנט דורך בלוי פייַלן אין פיגור 3). איבעראשנד, אין קאַנטראַסט צו די ווייניק דאַמידזשד געביטן טיפּיקלי באמערקט בעשאַס פּאָלימער טראַנספער פון ולטראַדין גראַפיט פילמס, עטלעכע מיקראָן-גרייס FLG און MLG געביטן קאַנעקטינג צו די NGF (אנגעצייכנט דורך בלוי פייַלן אין פיגור 3d) זענען טראַנספערד אָן ריסן אָדער ברייקס (פיגור 3d). 3). מעכאַנישע אָרנטלעכקייט איז ווייטער באשטעטיקט ניצן TEM און SEM בילדער פון NGF טראַנספערד אויף שפּיץ-קאַרבאָן קופּער גרידס, ווי דיסקוטירט שפּעטער ("FS-NGF: סטרוקטור און פּראָפּערטיעס"). די טראַנספערירטע BS-NGF/SiO2/Si איז גראָבער ווי FS-NGF/SiO2/Si מיט rms ווערטן פון 140 נם און 17 נם, ריספּעקטיוולי, ווי געוויזן אין פיגור SI6a און b (20 × 20 μm2). די RMS ווערט פון NGF טראַנספערירט אויף די SiO2/Si סאַבסטראַט (RMS < 2 נם) איז באַדייטנד נידעריקער (וועגן 3 מאָל) ווי די פון NGF געוואקסן אויף Ni (פיגור SI2), וואָס ווייַזט אַז די נאָך גראָבקייט קען קאָרעספּאָנדירן צו דער Ni ייבערפלאַך. אין דערצו, AFM בילדער דורכגעפירט אויף די עקן פון FS- און BS-NGF/SiO2/Si מוסטערן האָבן געוויזן NGF גרעב פון 100 און 80 נם, ריספּעקטיוולי (פיגור SI7). די קלענערע גרעב פון BS-NGF קען זיין אַ רעזולטאַט פון די ייבערפלאַך נישט זייַענדיק גלייַך יקספּאָוזד צו די פּריקורסאָר גאַז.
טראַנספערירטע NGF (NiAG) אָן פּאָלימער אויף SiO2/Si וועיפער (זעה בילד 2c): (a,b) SEM בילדער פון טראַנספערירטע FS-NGF: נידעריקע און הויכע פאַרגרעסערונג (וואָס קארעספאנדירט צו דעם אָראַנדזשע קוואַדראַט אין דעם פּאַנעל). טיפּישע געביטן) – a). (c,d) SEM בילדער פון טראַנספערירטע BS-NGF: נידעריקע און הויכע פאַרגרעסערונג (וואָס קארעספאנדירט צו דעם טיפּישן שטח געוויזן דורך דעם אָראַנדזשע קוואַדראַט אין פּאַנעל c). (e, f) AFM בילדער פון טראַנספערירטע FS- און BS-NGFs. בלויער פײַל רעפּרעזענטירט דעם FLG ראַיאָן – העלער קאָנטראַסט, ציאַן פײַל – שוואַרצער MLG קאָנטראַסט, רויטער פײַל – שוואַרצער קאָנטראַסט רעפּרעזענטירט דעם NGF ראַיאָן, מאַגענטאַ פײַל רעפּרעזענטירט דעם פאַלד.
די כעמישע צוזאמענשטעלונג פון די געוואקסענע און טראנספערירטע FS- און BS-NGFs איז אנאליזירט געווארן דורך X-שטראל פאטאעלעקטראן ספעקטראסקאפיע (XPS) (פיגור 4). א שוואכער שפיץ איז באמערקט געווארן אין די געמאסטענע ספעקטרא (פיגור 4a, b), וואס קארעספאנדירט צום Ni סובסטראט (850 eV) פון די געוואקסענע FS- און BS-NGFs (NiAG). עס זענען נישטא קיין שפיצן אין די געמאסטענע ספעקטרא פון טראנספערירטע FS- און BS-NGF/SiO2/Si (פיגור 4c; ענלעכע רעזולטאטן פאר BS-NGF/SiO2/Si ווערן נישט געוויזן), וואס ווייזט אז עס איז נישטא קיין רעזידועל Ni קאנטאמינאציע נאך טראנספער. פיגורן 4d-f ווייזן די הויך-רעזאלוציע ספעקטרא פון די C 1 s, O 1 s און Si 2p ענערגיע לעוועלס פון FS-NGF/SiO2/Si. די בינדינג ענערגיע פון ​​C 1 s פון גראפיט איז 284.4 eV53.54. די לינעאַרע פאָרעם פון גראַפיט שפּיצן ווערט בכלל באַטראַכט ווי אַסימעטריש, ווי געוויזן אין פיגור 4ד54. דער הויך-רעזאָלוציע קאָר-לעוועל C1s ספּעקטרום (פיגור 4ד) האט אויך באַשטעטיקט ריין טראַנספער (ד"ה, קיין פּאָלימער רעזידוען), וואָס איז קאָנסיסטענט מיט פריערדיקע שטודיעס38. די ליניעווידטס פון די C1s ספּעקטראַ פון די פריש געוואַקסענע מוסטער (NiAG) און נאָך טראַנספער זענען 0.55 און 0.62 eV, ריספּעקטיוולי. די ווערטן זענען העכער ווי די פון SLG (0.49 eV פֿאַר SLG אויף אַ SiO2 סאַבסטראַט)38. אָבער, די ווערטן זענען קלענער ווי פריער געמאלדן ליניעווידטס פֿאַר העכסט אָריענטיד פּיראָליטיק גראַפֿען מוסטערן (~0.75 eV)53,54,55, וואָס ינדיקייץ די אַוועק פון דעפעקטיוו טשאַד זייטלעך אין די קראַנט מאַטעריאַל. די C1s און O1s ערד לעוועל ספּעקטראַ אויך פעלן פּלייצעס, ילימאַנייטינג די נויט פֿאַר הויך-רעזאָלוציע שפּיץ דעקאָנוואַלושאַן54. עס איז דא א π → π* סאטעליט שפיץ ארום 291.1 eV, וואס ווערט אפט באמערקט אין גראפיט מוסטערן. די 103 eV און 532.5 eV סיגנאלן אין די Si 2p און O 1 s קערן לעוועל ספעקטרא (זעה בילד 4e, f) ווערן צוגעשריבן צום SiO2 56 סובסטראט, בהתאמה. XPS איז א ייבערפלאך-סענסיטיוו טעכניק, אזוי די סיגנאלן קארעספאנדירנדיק צו Ni און SiO2 דעטעקטירט פאר און נאך NGF טראנספער, בהתאמה, ווערן אנגענומען צו שטאמען פון די FLG ראיאן. ענלעכע רעזולטאטן זענען באמערקט געווארן פאר טראנספערירטע BS-NGF מוסטערן (נישט געוויזן).
NiAG XPS רעזולטאַטן: (ac) איבערבליק ספּעקטראַ פון פאַרשידענע עלעמענטאַרע אַטאָמישע קאַמפּאָזיציעס פון געוואקסן FS-NGF/Ni, BS-NGF/Ni און טראַנספערד FS-NGF/SiO2/Si, ריספּעקטיוולי. (d–f) הויך-רעזאָלוציע ספּעקטראַ פון די קערן לעוועלס C 1 s, O 1s און Si 2p פון די FS-NGF/SiO2/Si מוסטער.
די אַלגעמיינע קוואַליטעט פון די טראַנספערירטע NGF קריסטאַלן איז געוואָרן אָפּגעשאַצט מיט X-שטראַל דיפראַקציע (XRD). טיפּישע XRD מוסטערן (פיגור SI8) פון טראַנספערירטע FS- און BS-NGF/SiO2/Si ווייַזן די בייַזייַן פון דיפראַקציע שפּיצן (0 0 0 2) און (0 0 0 4) ביי 26.6° און 54.7°, ענלעך צו גראַפיט. דאָס באַשטעטיקט די הויכע קריסטאַלינע קוואַליטעט פון NGF און קאָרעספּאָנדירט צו אַן אינטערשיכט דיסטאַנס פון d = 0.335 נם, וואָס ווערט מיינטיינד נאָך דעם טראַנספער שריט. די אינטענסיטעט פון די דיפראַקציע שפּיץ (0 0 0 2) איז אַפּראָקסימאַטלי 30 מאָל אַז פון די דיפראַקציע שפּיץ (0 0 0 4), וואָס ווייַזט אַז די NGF קריסטאַל פלאַך איז גוט אַליינד מיט די מוסטער ייבערפלאַך.
לויט די רעזולטאטן פון SEM, ראַמאַן ספּעקטראָסקאָפּיע, XPS און XRD, איז די קוואַליטעט פון BS-NGF/Ni געפֿונען געוואָרן צו זיין די זעלבע ווי יענע פון ​​FS-NGF/Ni, כאָטש איר rms ראַפנאַס איז געווען אַ ביסל העכער (פיגורן SI2, SI5) און SI7).
SLGs מיט פּאָלימער שטיצע שיכטן ביז 200 נאַנאָמעטער דיק קענען שווימען אויף וואַסער. די סעטאַפּ ווערט אָפט גענוצט אין פּאָלימער-אַסיסטירטע נאַסע כעמישע טראַנספער פּראָצעסן 22,38. גראַפֿין און גראַפֿיט זענען הידראָפֿאָביש (נאַס ווינקל 80–90°) 57. די פּאָטענציעלע ענערגיע ייבערפֿלאַכן פון ביידע גראַפֿין און FLG זענען געמאָלדן געוואָרן צו זיין גאַנץ פלאַך, מיט נידעריק פּאָטענציעל ענערגיע (~1 קדזש/מאָל) פֿאַר די לאַטעראַל באַוועגונג פון וואַסער אויף דער ייבערפלאַך 58. אָבער, די קאַלקיאַלייטיד ינטעראַקשאַן ענערגיעס פון וואַסער מיט גראַפֿין און דריי שיכטן פון גראַפֿין זענען אַפּראָקסימאַטלי −13 און −15 קדזש/מאָל, 58 ריספּעקטיוולי, וואָס ינדיקייץ אַז די ינטעראַקשאַן פון וואַסער מיט NGF (וועגן 300 שיכטן) איז נידעריקער קאַמפּערד צו גראַפֿין. דאָס קען זיין איינער פון די סיבות פארוואס פרייַשטייענדיק NGF בלייבט פלאַך אויף דער ייבערפלאַך פון וואַסער, בשעת פרייַשטייענדיק גראַפֿין (וואָס שווימט אין וואַסער) קרומט זיך אַרויף און צעברעכט זיך. ווען NGF איז גאָר איינגעטובלט אין וואַסער (רעזולטאַטן זענען די זעלבע פֿאַר גראָב און פלאַך NGF), בייגן זיך זיינע עדזשאַז (פיגור SI4). אין פאַל פון גאַנצער אײַנטונקען, ווערט ערוואַרטעט אַז די NGF-וואַסער אינטעראַקציע ענערגיע וועט כּמעט פֿאַרדאָפּלט ווערן (פֿאַרגליכן מיט שוועבנדיק NGF) און אַז די ברעגן פֿון NGF זאָלן זיך בייגן צו האַלטן אַ הויכן קאָנטאַקט ווינקל (הידראָפֿאָביציטעט). מיר גלויבן אַז סטראַטעגיעס קענען אַנטוויקלט ווערן צו פֿאַרמייַדן זיך קרומען פֿון די ברעגן פֿון אײַנגעבעטעטע NGFs. איין צוגאַנג איז צו נוצן געמישטע סאָלווענטן צו מאָדולירן די נאַס מאַכן רעאַקציע פֿון די גראַפֿיט פֿילם59.
דער טראַנספער פון SLG צו פֿאַרשידענע טיפּן סאַבסטראַטן דורך נאַסע כעמישע טראַנספער פּראָצעסן איז שוין פריער געמאָלדן געוואָרן. עס איז בכלל אָנגענומען אַז שוואַכע וואַן דער וואַלס כוחות עקזיסטירן צווישן גראַפֿען/גראַפֿיט פֿילמען און סאַבסטראַטן (זאָל עס זיין שטרענגע סאַבסטראַטן ווי SiO2/Si38,41,46,60, SiC38, Au42, Si פּילערז22 און לייסי קאַרבאָן פֿילמען30,34 אָדער פֿלעקסיבלע סאַבסטראַטן ווי פּאָליאימיד 37). דאָ נעמען מיר אָן אַז אינטעראַקציעס פֿון דעם זעלבן טיפּ פּרעדאָמינירן. מיר האָבן נישט באַאָבאַכטעט קיין שאָדן אָדער אָפּשאָלעניש פֿון NGF פֿאַר קיין איינעם פֿון די סאַבסטראַטן וואָס ווערן דאָ פּרעזענטירט בעת מעכאַנישע האַנדלינג (בעשאַס כאַראַקטעריזאַציע אונטער וואַקוום און/אָדער אַטמאָספֿערישע באַדינגונגען אָדער בעת סטאָרידזש) (למשל, פֿיגור 2, SI7 און SI9). אין דערצו, האָבן מיר נישט באַאָבאַכטעט אַ SiC שפּיץ אין דעם XPS C 1 s ספּעקטרום פֿון דעם קערן לעוועל פֿון דעם NGF/SiO2/Si מוסטער (פֿיגור 4). די רעזולטאַטן ווײַזן אַז עס איז נישטאָ קיין כעמישע פֿאַרבינדונג צווישן NGF און דעם ציל סאַבסטראַט.
אין דער פריערדיקער סעקציע, "פּאָלימער-פֿרײַער טראַנספֿער פֿון FS- און BS-NGF," האָבן מיר דעמאָנסטרירט אַז NGF קען וואַקסן און טראַנספֿערירן אויף ביידע זײַטן פֿון ניקעל פֿאָליע. די FS-NGFs און BS-NGFs זענען נישט אידענטיש אין טערמינען פֿון ייבערפֿלאַך ראַפקייט, וואָס האָט אונדז געפֿירט צו אויספֿאָרשן די מערסט פּאַסיק אַפּליקאַציעס פֿאַר יעדן טיפּ.
באַטראַכטנדיק די טראַנספּאַרענץ און גלאַטערע ייבערפלאַך פון FS-NGF, האָבן מיר שטודירט זיין לאָקאַלע סטרוקטור, אָפּטישע און עלעקטרישע אייגנשאַפטן אין מער דעטאַל. די סטרוקטור און סטרוקטור פון FS-NGF אָן פּאָלימער טראַנספער זענען קעראַקטעריזירט געוואָרן דורך טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָסקאָפּיע (TEM) בילדגעבונג און אויסגעקליבענע שטח עלעקטראָן דיפראַקציע (SAED) מוסטער אַנאַליז. די קאָרעספּאָנדירנדיקע רעזולטאַטן ווערן געוויזן אין פיגור 5. נידעריק מאַגנאַפאַקיישאַן פּלאַנאַר TEM בילדגעבונג האָט אַנטפּלעקט די בייַזייַן פון NGF און FLG געגנטן מיט פאַרשידענע עלעקטראָן קאָנטראַסט קעראַקטעריסטיקס, ד"ה טונקעלערע און העלערע געגנטן, ריספּעקטיוולי (פיגור 5אַ). דער פילם בכלל ווייזט גוטע מעכאַנישע אָרנטלעכקייט און פעסטקייט צווישן די פאַרשידענע געגנטן פון NGF און FLG, מיט גוט אָוווערלאַפּ און קיין שעדיקן אָדער רייסן, וואָס איז אויך באַשטעטיקט געוואָרן דורך SEM (פיגור 3) און הויך מאַגנאַפאַקיישאַן TEM שטודיעס (פיגור 5c-e). אין באַזונדער, אין פיגור. פיגור 5ד ווייזט די בריק סטרוקטור אין זיין גרעסטן טייל (די פּאָזיציע געמאַרקט דורך די שוואַרץ פּונקטירט פייַל אין פיגור 5ד), וואָס איז קעראַקטעריזירט דורך אַ דרייַעקיק פאָרעם און באַשטייט פון אַ גראַפֿען שיכט מיט אַ ברייט פון וועגן 51. די קאָמפּאָזיציע מיט אַן אינטערפּלאַנאַרן אָפּשטאַנד פון 0.33 ± 0.01 נם ווערט ווייטער רעדוצירט צו עטלעכע שיכטן פון גראַפֿען אין דעם שמאָלסטן געגנט (סוף פֿון דעם פֿאָלן שוואַרצן פײַל אין פֿיגור 5 ד).
פּלאַנאַר TEM בילד פון אַ פּאָלימער-פֿרײַער NiAG מוסטער אויף אַ קאַרבאָן שפּיציק קופּער גריד: (a, b) נידעריק-פֿאַרגרעסערונג TEM בילדער אַרײַנגערעכנט NGF און FLG געגנטן, (ce) הויך-פֿאַרגרעסערונג בילדער פון פֿאַרשידענע געגנטן אין פּאַנעל-a און פּאַנעל-b זענען געמאַרקט מיט פײַלן פון דער זעלבער קאָליר. גרינע פײַלן אין פּאַנעלן a און c ווײַזן אויף קײַלעכדיקע געביטן פון שאָדן בעת ​​שטראַל אַליינמענט. (f–i) אין פּאַנעלן a ביז c, SAED מוסטערן אין פֿאַרשידענע געגנטן זענען געמאַרקט מיט בלויע, ציאַן, אָראַנדזש און רויטע קרייזן, ריספּעקטיוולי.
די בענד סטרוקטור אין פיגור 5c ווייזט (אנגעצייכנט מיט רויטן פײַל) די ווערטיקאַלע אָריענטאַציע פון ​​די גראַפיט גיטער פּלענער, וואָס קען זײַן צוליב דער פאָרמירונג פון נאַנאָפאָלדס צוזאמען דעם פֿילם (אינסערט אין פיגור 5c) צוליב איבעריקן אומקאָמפּענסירטן שער שפּאַנונג30,61,62. אונטער הויך-רעזאָלוציע TEM, ווײַזן די נאַנאָפאָלדס 30 אַן אַנדער קריסטאַלאָגראַפֿישער אָריענטאַציע ווי די רעשט פון דער NGF געגנט; די באַזאַלע פּלענער פון דער גראַפיט גיטער זענען אָריענטירט כּמעט ווערטיקאַל, אַנשטאָט האָריזאָנטאַל ווי די רעשט פון דעם פֿילם (אינסערט אין פיגור 5c). ענלעך, ווײַזט די FLG געגנט מאַנchmal לינעאַרע און שמאָלע באַנד-ווי פאָולדס (אנגעצייכנט מיט בלויע פײַלן), וואָס דערשייַנען בײַ נידעריקע און מיטלערע מאַגניפיקאַציע אין פיגורן 5b, 5e, ריספּעקטיוולי. די אינסערט אין פיגור 5e באַשטעטיקט די בייַזײַן פון צוויי- און דריי-שיכטיקע גראַפֿען פּלענער אין דעם FLG סעקטאָר (אינטערפּלאַנאַר דיסטאַנץ 0.33 ± 0.01 נם), וואָס איז אין גוטער הסכמה מיט אונדזערע פֿריִערדיקע רעזולטאַטן30. דערצו, רעקארדירטע SEM בילדער פון פאלימער-פרייען NGF טראנספערירט אויף קופער גרידס מיט שפּיציקן קוילן פילמען (נאך דורכפירן אויבן-אויסקוק TEM מעסטונגען) ווערן געוויזן אין פיגור SI9. די גוט סוספּענדירטע FLG געגנט (אנגעצייכנט מיט א בלויען פײַל) און די צעבראכענע געגנט אין פיגור SI9f. דער בלויער פײַל (בײַם ברעג פון דעם טראנספערירטן NGF) ווערט אינטענציאנעל פּרעזענטירט צו ווײַזן אַז די FLG געגנט קען זיך קעגנשטעלן דעם טראנספער פּראָצעס אָן פּאָלימער. אין קורצן, די בילדער באַשטעטיקן אַז טיילווײַז סוספּענדירטע NGF (אַרײַנגערעכנט די FLG געגנט) האַלט די מעכאַנישע אָרנטלעכקייט אפילו נאָך שטרענגער האַנדלינג און ויסשטעלן צו הויך וואַקוום בעת TEM און SEM מעסטונגען (פיגור SI9).
צוליב דער אויסגעצייכנטער פלאַכקייט פון NGF (זעה פיגור 5a), איז עס נישט שווער צו אָריענטירן די פלעקן צוזאמען דעם [0001] דאָמעין אַקס צו אַנאַליזירן די SAED סטרוקטור. דעפּענדינג אויף דער לאָקאַלער גרעב פון דעם פילם און זיין אָרט, זענען עטלעכע געביטן פון אינטערעס (12 פונקטן) אידענטיפיצירט געוואָרן פֿאַר עלעקטראָן דיפראַקציע שטודיעס. אין פיגורן 5a-c, ווערן פיר פון די טיפּישע געביטן געוויזן און געמאַרקט מיט קאָלירטע קרייזן (בלוי, ציאַן, אָראַנדזש און רויט קאָדירט). פיגורן 2 און 3 פֿאַר SAED מאָדע. פיגורן 5f און g זענען באַקומען געוואָרן פון דעם FLG געגנט געוויזן אין פיגורן 5 און 5. ווי געוויזן אין פיגורן 5b און c, ריספּעקטיוולי. זיי האָבן אַ העקסאַגאָנאַל סטרוקטור ענלעך צו טוויסטעד גראַפענע63. אין באַזונדער, פיגור 5f ווייזט דריי סופּעראַמפּאָוזד פּאַטערנז מיט דער זעלביקער אָריענטירונג פון דער [0001] זאָנע אַקס, ראָטירט דורך 10° און 20°, ווי באַוויזן דורך די ווינקלדיק מיסמאַטש פון די דריי פּאָר פון (10-10) רעפלעקשאַנז. אזוי אויך, ווייזט פיגור 5g צוויי איבערגעלייגטע העקסאגאנאלע מוסטערן ראטירט מיט 20°. צוויי אדער דריי גרופעס פון העקסאגאנאלע מוסטערן אין דער FLG ראיאן קענען שטאמען פון דריי אין-פלאך אדער אויס-פון-פלאך גראפען שיכטן 33 ראטירט איינע צו די אנדערע. אין קאנטראסט, די עלעקטראן דיפראקציע מוסטערן אין פיגור 5h,i (וואס קארעספאנדירן צו דער NGF ראיאן געוויזן אין פיגור 5a) ווייזן אן איינציקן [0001] מוסטער מיט אן אלגעמיינע העכערע פונקט דיפראקציע אינטענסיטעט, וואס קארעספאנדירט צו א גרעסערע מאטעריאל גרעב. די SAED מאדעלן קארעספאנדירן צו א דיקערע גראפיטישע סטרוקטור און אינטערמעדיאטארישע אריענטאציע ווי FLG, ווי מען פארשטייט פון דעם אינדעקס 64. כאראקטעריזאציע פון ​​די קריסטאלינע אייגנשאפטן פון NGF האט געוויזן די קאעקזיסטענץ פון צוויי אדער דריי איבערגעלייגטע גראפיט (אדער גראפען) קריסטאליטן. וואס איז באזונדערס באמערקענסווערט אין דער FLG ראיאן איז אז די קריסטאליטן האבן א געוויסן גראד פון אין-פלאך אדער אויס-פון-פלאך מיסאריענטאציע. גראַפיט פּאַרטיקלען/שיכטן מיט אין-פּלאַן ראָטאַציע ווינקלען פון 17°, 22° און 25° זענען פריער געמאלדן געוואָרן פֿאַר NGF געוואַקסן אויף Ni 64 פילמען. די ראָטאַציע ווינקל ווערטן באמערקט אין דעם לערנען זענען קאָנסיסטענט מיט פריער באמערקט ראָטאַציע ווינקלען (±1°) פֿאַר טוויסטיד BLG63 גראַפֿען.
די עלעקטרישע אייגנשאפטן פון NGF/SiO2/Si זענען געמאסטן געווארן ביי 300 K איבער א שטח פון 10×3 mm2. די ווערטן פון עלעקטראן טרעגער קאנצענטראציע, באוועגלעכקייט און קאנדוקטיוויטעט זענען 1.6 × 1020 cm-3, 220 cm2 V-1 C-1 און 2000 S-cm-1, בהתאמה. די באוועגלעכקייט און קאנדוקטיוויטעט ווערטן פון אונזער NGF זענען ענלעך צו נאטירלעכן גראפיט2 און העכער ווי קאמערציעל בנימצא הויך אריענטירט פּיראָליטיש גראפיט (געשאפן ביי 3000 °C)29. די באאבאכטעטע עלעקטראן טרעגער קאנצענטראציע ווערטן זענען צוויי ארדערס פון מאַגניטוד העכער ווי די לעצטנס געמאלדן (7.25 × 10 cm-3) פאר מיקראן-דיקע גראפיט פילמען צוגעגרייט מיט הויך-טעמפּעראַטור (3200 °C) פּאָליימיד שיץ 20.
מיר האבן אויך דורכגעפירט UV-זעבארע טראנסמיטאַנס מעסטונגען אויף FS-NGF טראנספערירט צו קוואַרץ סאַבסטראַטן (פיגור 6). דער רעזולטאַט ספּעקטרום ווייזט אַ כּמעט קאָנסטאַנט טראנסמיטאַנס פון 62% אין די קייט 350-800 נם, וואָס ינדיקייץ אַז NGF איז טראַנסלוסאַנט צו זעבאר ליכט. אין פאַקט, דער נאָמען "KAUST" קען געזען ווערן אין די דיגיטאַל פאָטאָגראַפיע פון ​​​​די מוסטער אין פיגור 6ב. כאָטש די נאַנאָקריסטאַלינע סטרוקטור פון NGF איז אַנדערש פון יענע פון ​​​​SLG, די נומער פון לייַערס קען זיין גראָב געשאַצט ניצן די הערשן פון 2.3% טראַנסמיסיע אָנווער פּער נאָך שיכט 65. לויט דעם שייכות, די נומער פון גראַפֿין לייַערס מיט 38% טראַנסמיסיע אָנווער איז 21. די געוואקסן NGF באשטייט דער הויפּט פון 300 גראַפֿין לייַערס, ד"ה וועגן 100 נם דיק (פיגור 1, SI5 און SI7). דעריבער, מיר נעמען אָן אַז די באמערקט אָפּטישע טראַנספּעראַנסי קאָראַספּאַנדז צו די FLG און MLG מקומות, ווייַל זיי זענען פאַרשפּרייט איבער די פילם (פיגס. 1, 3, 5 און 6c). אין צוגאב צו די אויבנדערמאנטע סטרוקטורעלע דאטן, באשטעטיגן קאנדוקטיוויטעט און טראנספארענץ אויך די הויכע קריסטאלינע קוואַליטעט פון די טראַנספערירטע NGF.
(א) UV-זעבארע טראַנסמיטאַנס מעסטונג, (ב) טיפּישע NGF טראַנספער אויף קוואַרץ ניצן אַ רעפּרעזענטאַטיוו מוסטער. (ג) סכעמאַטישע פון ​​NGF (טונקעלע קעסטל) מיט גלייַך פאַרשפּרייטע FLG און MLG געביטן געמאַרקט ווי גרוי ראַנדאָם שאַפּעס איבער די מוסטער (זען פיגור 1) (אומגעפער 0.1–3% שטח פּער 100 μm2). די ראַנדאָם שאַפּעס און זייערע גרייסן אין די דיאַגראַמע זענען בלויז פֿאַר אילוסטראַטיווע צוועקן און שטימען נישט מיט די פאַקטישע שטחים.
טראַנסלוסאַנט NGF געוואַקסן דורך CVD איז פריער טראַנספערד געוואָרן צו נאַקעטע סיליקאָן סערפאַסיז און געניצט אין זונ - צעלן 15,16. די רעזולטאַט מאַכט קאַנווערזשאַן עפעקטיווקייַט (PCE) איז 1.5%. די NGFs דורכפירן קייפל פאַנגקשאַנז אַזאַ ווי אַקטיוו קאַמפּאַונד לייַערס, טשאַרדזש טראַנספּאָרט פּאַטווייז, און טראַנספּאַרענט עלעקטראָדז 15,16. אָבער, די גראַפיט פילם איז נישט מונדיר. ווייטערדיקע אָפּטימיזאַציע איז נייטיק דורך קערפאַלי קאָנטראָלירן די בויגן קעגנשטעל און אָפּטישע טראַנסמיטאַנס פון די גראַפיט עלעקטראָד, ווייַל די צוויי פּראָפּערטיעס שפּילן אַ וויכטיק ראָלע אין באַשטימען די PCE ווערט פון די זונ - צעל 15,16. טיפּיקאַללי, גראַפֿין פילמען זענען 97.7% טראַנספּאַרענט צו קענטיק ליכט, אָבער האָבן אַ בויגן קעגנשטעל פון 200-3000 אָום/קוואדראט. 16. די ייבערפלאַך קעגנשטעל פון גראַפֿין פילמען קענען זיין רידוסט דורך ינקריסינג די נומער פון לייַערס (קייפל אַריבערפירן פון גראַפֿין לייַערס) און דאָפּינג מיט HNO3 (~30 אָום/קוואדראט) 66. אָבער, דעם פּראָצעס נעמט אַ לאַנג צייט און די פאַרשידענע אַריבערפירן לייַערס טאָן ניט שטענדיק האַלטן גוט קאָנטאַקט. אונדזער פראָנט-זייט NGF האט אייגנשאַפטן ווי קאַנדאַקטיוויטי 2000 S/cm, פילם בויגן קעגנשטעל 50 אָום/קוואדראט און 62% טראַנספּאַרענץ, מאַכנדיג עס אַ ווייאַבאַל אָלטערנאַטיוו פֿאַר קאַנדאַקטיוו טשאַנאַלז אָדער קאַונטער עלעקטראָודז אין זונ - סעלז15,16.
כאָטש די סטרוקטור און ייבערפלאַך כעמיע פון ​​BS-NGF זענען ענלעך צו FS-NGF, איז איר ראַפנאַס אַנדערש ("וואוקס פון FS- און BS-NGF"). פריער, האָבן מיר גענוצט אולטראַ-דין פילם גראַפיט22 ווי אַ גאַז סענסאָר. דעריבער, האָבן מיר געטעסט די מעגלעכקייט פון נוצן BS-NGF פֿאַר גאַז סענסינג טאַסקס (פיגור SI10). ערשטנס, mm2-גרייס פּאָרציעס פון BS-NGF זענען טראַנספערד אויף די ינטערדיגיטייטינג עלעקטראָד סענסאָר טשיפּ (פיגור SI10a-c). מאַנופאַקטורינג דעטאַילס פון די טשיפּ זענען פריער געמאלדן געוואָרן; איר אַקטיוו סענסיטיוו שטח איז 9 mm267. אין די SEM בילדער (פיגור SI10b און c), איז די אונטערלייגנדיק גאָלד עלעקטראָד קלאר קענטיק דורך די NGF. ווידער, קען מען זען אַז מונדיר טשיפּ קאַווערידזש איז דערגרייכט פֿאַר אַלע סאַמפּאַלז. גאַז סענסאָר מעסטונגען פון פאַרשידענע גאַזן זענען רעקאָרדעד (פיגור SI10d) (פיגור SI11) און די ריזאַלטינג ענטפער ראַטעס זענען געוויזן אין פיגס. SI10g. מסתּמא מיט אַנדערע ינטערפירינג גאַזן אַרייַנגערעכנט SO2 (200 ppm), H2 (2%), CH4 (200 ppm), CO2 (2%), H2S (200 ppm) און NH3 (200 ppm). איין מעגלעכע סיבה איז NO2. עלעקטראָפילישע נאַטור פון דעם גאַז22,68. ווען אַדסאָרבירט אויף דער ייבערפלאַך פון גראַפֿען, רעדוצירט עס די קראַנט אַבזאָרפּציע פון ​​עלעקטראָנען דורך די סיסטעם. א פאַרגלייַך פון די ענטפער צייט דאַטן פון די BS-NGF סענסאָר מיט פריער פאַרעפֿנטלעכטע סענסאָרס איז דערלאנגט אין טאַבעלע SI2. דער מעקאַניזאַם פֿאַר ריאַקטיווייטינג NGF סענסאָרס ניצן UV פּלאַזמע, O3 פּלאַזמע אָדער טערמיש (50-150°C) באַהאַנדלונג פון יקספּאָוזד סאַמפּאַלז איז אָנגאָינג, ידעאַל נאכגעגאנגען דורך די ימפּלאַמענטיישאַן פון עמבעדיד סיסטעמען69.
בעת דעם CVD פּראָצעס, גראַפֿען וואוקס פּאַסירט אויף ביידע זייטן פֿון דעם קאַטאַליסט סאַבסטראַט41. אָבער, BS-גראַפֿען ווערט געוויינטלעך אַרויסגעוואָרפֿן בעת ​​דעם טראַנספֿער פּראָצעס41. אין דעם לערנען, ווײַזן מיר אַז הויך-קוואַליטעט NGF וואוקס און פּאָלימער-פֿרײַ NGF טראַנספֿער קען דערגרייכט ווערן אויף ביידע זייטן פֿון דעם קאַטאַליסט שטיצע. BS-NGF איז דין (~80 נם) ווי FS-NGF (~100 נם), און דעם אונטערשייד ווערט דערקלערט דורך דעם פֿאַקט אַז BS-Ni איז נישט גלייך אויסגעשטעלט צום פֿאָרגייער גאַז פֿלוס. מיר האָבן אויך געפֿונען אַז די ראַפקייט פֿון דעם NiAR סאַבסטראַט השפּעהט אויף דער ראַפקייט פֿון דעם NGF. די רעזולטאַטן ווײַזן אַז דער געוואַקסענער פּלאַנאַר FS-NGF קען געניצט ווערן ווי אַ פֿאָרגייער מאַטעריאַל פֿאַר גראַפֿען (דורך עקספֿאָליאַציע מעטאָד70) אָדער ווי אַ קאַנדאַקטיוו קאַנאַל אין זונ - צעלן15,16. אין קאַנטראַסט, וועט BS-NGF געניצט ווערן פֿאַר גאַז דעטעקציע (פֿיג. SI9) און מעגלעך פֿאַר ענערגיע סטאָרידזש סיסטעמען71,72 וווּ זײַן ייבערפֿלאַך ראַפקייט וועט זײַן נוצלעך.
באַטראַכטנדיק דאָס אויבנדערמאָנטע, איז עס נוצלעך צו קאָמבינירן די איצטיקע אַרבעט מיט פריער פאַרעפֿנטלעכטע גראַפיט פֿילמען וואָס זענען געוואַקסן דורך CVD און ניצן ניקעל פֿויל. ווי מען קען זען אין טאַבעלע 2, די העכערע דרוקן וואָס מיר האָבן גענוצט האָבן פֿאַרקירצט די רעאַקציע צייט (וואוקס בינע) אפילו ביי רעלאַטיוו נידעריקע טעמפּעראַטורן (אין די קייט פון 850-1300 °C). מיר האָבן אויך דערגרייכט גרעסערן וואוקס ווי געוויינטלעך, וואָס ווײַזט אויף פּאָטענציעל פֿאַר יקספּאַנשאַן. עס זענען דאָ אַנדערע פֿאַקטאָרן צו באַטראַכטן, עטלעכע פון ​​וועלכע מיר האָבן אַרייַנגענומען אין דער טאַבעלע.
צוויי-זייטיג הויך-קוואַליטעט NGF איז געוואַקסן אויף ניקעל פאָליע דורך קאַטאַליטיש CVD. דורך עלימינירן טראַדיציאָנעלע פּאָלימער סאַבסטראַטן (אַזאַ ווי די געניצט אין CVD גראַפֿען), דערגרייכן מיר ריין און דעפעקט-פֿרייע נאַס טראַנספֿער פון NGF (געוואַקסן אויף די צוריק און פראָנט זייטן פון ניקעל פאָליע) צו אַ פאַרשיידנקייַט פון פּראָצעס-קריטיש סאַבסטראַטן. באַמערקענסווערט, NGF כולל FLG און MLG מקומות (טיפּיקלי 0.1% צו 3% פּער 100 µm2) וואָס זענען סטרוקטורעל גוט ינטאַגרייטאַד אין די דיקער פילם. פּלאַנאַר TEM ווייזט אַז די מקומות זענען קאַמפּאָוזד פון סטאַקס פון צוויי צו דרייַ גראַפֿיט/גראַפֿען פּאַרטיקאַלז (קריסטאַלן אָדער לייַערס, ריספּעקטיוולי), עטלעכע פון ​​​​וואָס האָבן אַ ראָטאַציאָנעל מיסמאַטש פון 10-20°. די FLG און MLG מקומות זענען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר די טראַנספּעראַנס פון FS-NGF צו קענטיק ליכט. וואָס שייך די הינטערשטע שיץ, זיי קענען זיין געטראָגן פּאַראַלעל צו די פראָנט שיץ און, ווי געוויזן, קענען האָבן אַ פאַנגקשאַנאַל ציל (למשל, פֿאַר גאַז דעטעקשאַן). די שטודיעס זענען זייער נוציק פֿאַר רידוסינג וויסט און קאָס אין ינדאַסטריאַל וואָג CVD פּראָצעסן.
בכלל, די דורכשניטלעכע גרעב פון CVD NGF ליגט צווישן (נידעריק- און מער-שיכטיקע) גראַפֿין און אינדוסטריעלע (מיקראָמעטער) גראַפֿיט שיץ. די קייט פון זייערע אינטערעסאנטע אייגנשאַפֿטן, צוזאַמען מיט דער פּשוטער מעטאָדע וואָס מיר האָבן אַנטוויקלט פֿאַר זייער פּראָדוקציע און טראַנספּאָרט, מאַכט די פֿילמען באַזונדער פּאַסיק פֿאַר אַפּליקאַציעס וואָס דאַרפן די פאַנגקשאַנאַלע רעאַקציע פון ​​גראַפֿיט, אָן די קאָסטן פון די ענערגיע-אינטענסיווע אינדוסטריעלע פּראָדוקציע פּראָצעסן וואָס ווערן איצט גענוצט.
א 25-μm-דיקע ניקעל פאליע (99.5% ריינקייט, גודפעלאו) איז אינסטאלירט געווארן אין א קאמערציעלן CVD רעאקטאר (Aixtron 4-אינטש BMPro). די סיסטעם איז אויסגערייניקט געווארן מיט ארגאן און עוואקואירט געווארן צו א באזע דרוק פון 10-3 mbar. דערנאך איז די ניקעל פאליע געשטעלט געווארן אין Ar/H2 (נאך פאר-אנילינג די Ni פאליע פאר 5 מינוט, איז די פאליע אויסגעשטעלט געווארן צו א דרוק פון 500 mbar ביי 900 °C. NGF איז אפגעזעצט געווארן אין א שטראם פון CH4/H2 (100 cm3 יעדער) פאר 5 מינוט. די מוסטער איז דערנאך אפגעקילט געווארן צו א טעמפעראטור אונטער 700 °C ניצנדיג Ar שטראם (4000 cm3) ביי 40 °C/min. פרטים וועגן אפטימיזאציע פון ​​די NGF וואוקס פראצעס זענען באשריבן אנדערשוואו.
די ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגיע פון ​​​​דעם מוסטער איז געווען וויזשוואַלייזד דורך SEM ניצן אַ Zeiss Merlin מיקראָסקאָפּ (1 kV, 50 pA). די מוסטער ייבערפלאַך ראַפנאַס און NGF גרעב זענען געמאסטן ניצן AFM (Dimension Icon SPM, Bruker). TEM און SAED מעסטונגען זענען דורכגעפירט מיט אַ FEI Titan 80-300 Cubed מיקראָסקאָפּ יקוויפּט מיט אַ הויך ברייטנאַס פעלד ימישאַן ביקס (300 kV), אַ FEI Wien טיפּ מאָנאָטשראָמאַטאָר און אַ CEOS לינז ספעריש אַבעריישאַן קאָררעקטאָר צו באַקומען די לעצט רעזולטאַטן. ספּיישאַל רעזאָלוציע 0.09 נם. NGF מוסטערן זענען טראַנספערד צו טשאַד לייסי קאָוטאַד קופּער גרידס פֿאַר פלאַך TEM ימאַגינג און SAED סטרוקטור אַנאַליז. אַזוי, רובֿ פון די מוסטער פלאָקס זענען סוספּענדעד אין די פּאָרעס פון די שטיצנדיק מעמבראַנע. טראַנספערד NGF מוסטערן זענען אַנאַלייזד דורך XRD. רענטגן דיפראַקציע פּאַטערנז זענען באקומען געוואָרן מיט אַ פּודער דיפראַקטאָמעטער (ברוקער, D2 פאַזע שיפטער מיט Cu Kα מקור, 1.5418 Å און LYNXEYE דעטעקטאָר) מיט אַ Cu ראַדיאַציע מקור מיט אַ שטראַל פלעק דיאַמעטער פון 3 מם.
עטלעכע ראַמאַן פּונקט מעסטונגען זענען רעקאָרדירט ​​געוואָרן מיט אַן אינטעגרירנדיק קאָנפאָקאַל מיקראָסקאָפּ (אַלפאַ 300 RA, WITeC). אַ 532 נם לאַזער מיט נידעריקער עקסייטיישאַן מאַכט (25%) איז געניצט געוואָרן צו ויסמיידן טערמיש אינדוצירטע עפֿעקטן. X-שטראַל פֿאָטאָלעקטראָן ספּעקטראָסקאָפּיע (XPS) איז דורכגעפֿירט געוואָרן אויף אַ קראַטאָס אַקסיס אולטראַ ספּעקטראָמעטער איבער אַ מוסטער שטח פֿון 300 × 700 מיקראָמ² מיט מאָנאָטשראָמאַטיש Al Kα ראַדיאַציע (hν = 1486.6 eV) מיט אַ מאַכט פֿון 150 W. רעזאָלוציע ספּעקטראַ זענען באַקומען געוואָרן ביי טראַנסמיסיע ענערגיעס פֿון 160 eV און 20 eV, ריספּעקטיוולי. NGF מוסטערן טראַנספֿערירט אויף SiO2 זענען געשניטן געוואָרן אין שטיקלעך (3 × 10 מם² יעדער) מיט אַ PLS6MW (1.06 מיקראָמ) יטערביום פֿייבער לאַזער ביי 30 W. קופּער דראָט קאָנטאַקטן (50 מיקראָמ דיק) זענען פֿאַבריצירט געוואָרן מיט זילבער פּאַסטע אונטער אַן אָפּטישן מיקראָסקאָפּ. עלעקטרישע טראנספארט און האַל עפֿעקט עקספּערימענטן זענען דורכגעפֿירט געוואָרן אויף די מוסטערן ביי 300 קעלװין און אַ מאַגנעטישע פֿעלד וואַריאַציע פֿון ± 9 טעסלאַ אין אַ פֿיזישע אייגנשאַפֿטן מעסטונג סיסטעם (PPMS EverCool-II, Quantum Design, USA). טראַנסמיטירטע UV-vis ספּעקטראַ זענען רעקאָרדירט ​​געוואָרן מיט אַ לאַמבדאַ 950 UV-vis ספּעקטראָפֿאָטאָמעטער אין די 350-800 נם NGF קייט טראַנספֿערירט צו קוואַרץ סאַבסטראַטן און קוואַרץ רעפֿערענץ מוסטערן.
דער כעמישער קעגנשטאנד סענסאר (אינטערדיגיטירטער עלעקטראד טשיפּ) איז געווען פארבונדן צו א ספעציעל געדרוקטע קרייז ברעט 73 און דער קעגנשטאנד איז געווארן עקסטראקטירט טראנזיטאר. די געדרוקטע קרייז ברעט אויף וועלכער די דעווייס געפינט זיך איז פארבונדן צו די קאנטאקט טערמינאלן און געשטעלט אינעווייניג אין דער גאז סענסינג קאמער 74. קעגנשטאנד מעסטונגען זענען גענומען געווארן ביי א וואלטאזש פון 1 וואלט מיט א קאנטינעווערליכן סקען פון רייניקונג ביז גאז אויסשטעלונג און דערנאך רייניקונג נאכאמאל. די קאמער איז אנפאנגס גערייניגט געווארן דורך רייניקונג מיט שטיקשטאף ביי 200 קוביק סענטימעטער פאר 1 שעה צו זיכער מאכן אז אלע אנדערע אנאליטן וואס זענען געווען פאראן אין דער קאמער, אריינגערעכנט פייכטקייט. די יחידישע אנאליטן זענען דערנאך שטייטליך ארויסגעלאזט געווארן אין דער קאמער מיט דער זעלבער שטראם ראטע פון ​​200 קוביק סענטימעטער דורך פארמאכן דעם N2 צילינדער.
א רעוויזירטע ווערסיע פון ​​דעם ארטיקל איז ארויסגעגעבן געווארן און מען קען זי לייענען דורך דעם לינק ביים שפיץ פונעם ארטיקל.
אינאגאקי, מ. און קאנג, פ. קארבאן מאטעריאלן וויסנשאפט און אינזשעניריע: יסודות. צווייטע אויסגאבע רעדאקטירט. 2014. 542.
פּירסאָן, HO האַנטבוך פון קאַרבאָן, גראַפיט, דיאַמאָנט און פולערענעס: אייגנשאַפטן, פּראַסעסינג און אַפּליקאַציעס. די ערשטע אויסגאַבע איז רעדאַקטירט געוואָרן. 1994, ניו דזשערזי.
טסאַי, וו. און אַנדערע. גרויסע שטח מולטי-שיכטיקע גראַפֿין/גראַפֿיט פֿילמען ווי טראַנספּאַרענטע דינע קאַנדאַקטיווע עלעקטראָדן. אַפּליקאַציע. פֿיזיק. רייט. 95(12), 123115(2009).
באַלאַנדין AA טערמישע אייגנשאַפטן פון גראַפֿין און נאַנאָסטרוקטורירטע קאַרבאָן מאַטעריאַלן. נאַט. מאַט. 10(8), 569–581 (2011).
טשענג ק.י., בראון פ.וו. און קאהיל ד.ג. טערמישע קאנדוקטיוויטעט פון גראפיט פילמען וואס וואקסן אויף ני (111) דורך נידריג-טעמפּעראַטור כעמישע פארע דעפאזיציע. אדווערב. מעט. אינטערפייס 3, 16 (2016).
העשעדאל, ט. קאנטינעווער וואוקס פון גראפען פילמען דורך כעמישע פארע דעפאזיציע. אנווענדונג. פיזיק. רייט. 98(13), 133106(2011).


פּאָסט צייט: 23סטן אויגוסט, 2024