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中國石墨烯單晶制備獲突破
中國石墨烯單晶制備獲突破

   10月17日從科技部獲悉,石墨烯作為一種典型的量子材料,成為凝聚態物理領域的一個非常重要的研究方向,受到國內外工業領域的高度重視。歐盟啟動了石墨烯旗艦研究計劃,美國、日本、韓國也都加大了石墨烯應用基礎研究領域的投入力度。石墨烯作為添加物在新能源、新材料等方面得以應用,但是在光電器件等應用方面進展不大,主要技術瓶頸是現有的大單晶石墨烯生長的方法生長速率低于0.4 μm/s,生長出一片晶元級的樣品需要數天時間,難以獲得大尺寸的石墨烯單晶。近期,俞大鵬院士帶領的 “納米結構與低維物理”研究團隊在大單晶石墨烯的生長方面取得新的重要進展,利用CVD方法在1000 oC左右熱解甲烷氣體,把多晶銅襯底上石墨烯單晶的生長速度提高了150倍,達到60 μm/s。

   這項重大突破的核心是把多晶銅片放置于氧化物襯底上(兩者之間的間隙15 μm),氧化物襯底為銅片表面提供連續的活性氧,顯著降低了甲烷分解的勢壘(從1.57eV降低到0.62eV),能夠高效催化銅表面上的反應,提高石墨烯的生長速度。利用這種技術,能夠使其在5秒鐘內生長出300 μm的石墨烯大單晶疇。該研究結果對于可控、高速生長出更大尺寸的石墨烯單晶提供了必要的科學依據,為突破大尺寸單晶生產技術提供了重要的科學依據,具有重大的科學意義和技術價值。

   此項研究成果于2016年8月8日在Nature Nanotechnology上發表。該研究得到了科技部和自然科學基金委的持續資助;該項研究工作也得到了北京“量子物質科學協同創新中心”(2011)、介觀物理國家重點實驗室、北京大學電子顯微鏡實驗室等單位的大力支持。


分享到:0  時間:2016-10-18 來源:靈核網整理(011088.cn) 

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