大面积单层石墨烯薄膜的生长与转移

本文章主要研究通过化学气相沉积法制备大面积的单层石墨烯薄膜,利用转移法将薄膜转移到任意衬底上,并使用拉曼光谱图表征此薄膜为单层的石墨烯薄膜.从而制备出大面积高质量可转移的石墨烯薄膜.为未来研究石墨烯的一些物理特性、化学特性及其一些器件有着重要的意义.     

非气态原料制备垂直石墨烯

垂直石墨烯是由石墨烯片垂直于基底生长而形成的一种新型3维碳材料结构,由于其独特的生长取向,可以有效减轻石墨烯层与层之间的堆叠,使石墨烯充分发挥其优异的特性.等离子体增强化学气相沉积技术作为合成垂直石墨烯的主要手段常需引入化工合成气为碳源,原料灵活性低.该文综述了非气态碳源用于垂直石墨烯的制备,介绍了所合成的垂直石墨烯在多种领域中的应用,并讨论了其生长机理.     

石墨烯透明导电薄膜的研究进展

石墨烯是目前发现的唯一存在的二维原子晶体,在薄膜制备中具有很多优点,如高化学和机械稳定性、高透光率、良好的导电性、优异的柔韧性以及原料廉价等,因而被认为是制备透明导电薄膜最有前途的材料之一.文中主要针对单层石墨烯的制备以及石墨烯基透明导电薄膜的研究进展进行综述,并对其发展前景进行展望.     

Au(Cu、Ag)／SiO_2纳米薄膜的制备及其微观结构表征

用多靶磁控溅射技术制备了不同形貌的Au(Ag、Cu)纳米颗粒分散SiO2薄膜。利用透射电镜对Au／SiO2薄膜的微观结构、表面形貌进行了表征。结果表明通过调控金属颗粒的沉积时间和靶材的溅射频率可以制备不同形貌金属颗粒ISi02单层薄膜。单层Au／SiO2薄膜中Au沉积时问为5s时,Au颗粒为圆形,当沉积时间为10s时,Au颗粒连接成网络状结构;单层AgiSi02薄膜中,Ag靶的射频功率为150W时,颗粒形状接近圆形,Ag靶的射频功率为100W时,Ag颗粒几乎密集在一起,形成膜状结构:单层Cudsi02薄膜中Cu的沉积时间为10s时,Cu颗粒形成网络状结构,Cu的沉积时问为20s时,形成的是Cu膜。     

晶圆级二维单晶材料生长的研究进展

低维材料因其原子级的物理尺寸而拥有独特的物理化学性质. 以石墨烯为代表的二维材料具有优越的光学、电学、力学及热学性能,在电子、光电、能源、催化等领域具有巨大的应用潜力. 大尺寸、高质量的单晶材料是大规模高端器件的应用基础. 为此,研究者们致力于实现晶圆级二维单晶材料的制造研究. 利用化学气相沉积法(CVD)制备二维材料具有薄膜质量高、可控性强、均匀性好等优点,因此,CVD成为制备高质量二维单晶材料的首选. 文章从二维导电石墨烯、绝缘氮化硼和半导体过渡金属硫族化合物入手,总结了近年来利用CVD技术外延制造二维单晶薄膜的研究进展,讨论了大面积二维单晶材料的制备策略与生长机理,指出了目前存在的问题,对未来高质量二维单晶薄膜的制备方法进行了展望. 该综述为进一步推动二维单晶材料的规模化应用提供借鉴.     

MnOx/Rh(111)模型表面的制备及其CO加氢催化性能研究

金属-氧化物载体界面在多相催化中起着至关重要的作用．本研究制备了MnO_x/Rh(111)模型表面，采用原位镜面反射红外吸收光谱(IRAS)、扫描隧道显微镜(STM)、俄歇电子能谱(AES)和低能电子衍射(LEED)对其进行表征，并考察其在真空高温退火处理下的稳定性和CO加氢催化性能．结果显示：在Rh(111)单晶上沉积了规整有序且热稳定性好的不同覆盖度的MnO_x薄膜，MnO_x在Rh(111)上逐层生长，并在亚单层时形成清晰的二维团簇；低覆盖度时MnO_x二维簇以MnO的形式优先生长在Rh(111)的台阶位，并大多呈三角形，在亚单层Rh-MnO_x界面周边估测的长度随MnO_x覆盖度呈火山型变化，在0.4～0.5 ML(单层)之间有最大值．Rh(111)表面上CO加氢反应主要生成甲烷，部分覆盖MnO_x后显著抑制甲烷的生成而乙醇的选择性显著提高，且MnO_x盖满单层以后表面的催化活性下降．这些结果表明Rh-MnO_x...     

石墨烯在化生领域的应用展望

石墨烯是一种新型材料,是由碳原子构成的单层片状二维晶体,具有优异的导电性、透明性和极强的力学性能。石墨烯是目前最薄电阻率最小且坚硬的纳米材料。常见的制备方法有:剥离法、氧化还原法、化学气相沉积法和溶剂热法等。本文在简要阐述石墨烯的结构和性质基础上,介绍其制备方法及各方法的优缺点。对石墨烯在传感器、野战饮水处理器、防毒面具、防护服和晶体管等化生领域的应用进行展望。     

电沉积铜箔CVD工艺生长缺陷可控少层石墨烯

通过气相化学沉积(CVD)工艺生长的石墨烯薄膜具有缺陷程度低且可实现层数可控等优良特点。基于硫酸铜酸性镀铜工艺,在不同的电流密度条件下采用电沉积技术制备超薄铜箔,并用作CVD工艺的基体,合成高品质少层石墨烯。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及多测试位置拉曼光谱技术对不同电沉积铜箔结构、表面形貌及其上生长的石墨烯进行分析。结果表明:电沉积铜箔的结构具有很强的择优晶面取向性,且其取向晶面与沉积的电流密度有关,在高温、H_2气氛退火处理后拥有比商业冷轧铜箔更有利于石墨烯生长的平整表面及连续滑移台阶;通过调控铜箔基体电沉积过程的电流密度及其厚度、反应前驱体气体H_2与CH_4流速比、CVD沉积时间以及铜箔退火时间等工艺参数,实现在电沉积铜箔表面生长出缺陷程度可控的少层石墨烯薄膜。     

石墨烯的制备、表征研究进展

石墨烯由于独特的单原子层二维结构及优异的性能,引起了众多学者研究兴趣,在材料、电子、化学、能源、生物医药等众多领域具有广阔的应用前景.通过查阅大量相关文献,总结了石墨烯的各种制备方法及其优缺点,概述了石墨烯的表征方法,展望了石墨烯巨大的应用空间,展示了石墨烯的研究方向,为后续研究石墨烯的工作提供了可借鉴的思路.     

沉积能量对ABO_3型薄膜生长的影响

报道在Monte Carlo方法模拟多元氧化物薄膜生长的三维模型及模拟算法的基础上,模拟同质ABO3型薄膜外延的生长.引入粒子的沉积能量范围在0～2eV(假设沉积粒子所带能量较低,为了避免沉积粒子与基底表面作用产生再次碰撞,使能量损失,使模拟的误差过大).模拟模型采用周期型边界条件,只考虑沉积过程和扩散过程.引入了沉积能量参数,研究了薄膜生长初期岛的形貌,数量和尺寸的变化;以及对薄膜的生长模式和形貌变化的影响.模拟的结果表明在0.2ML(ML表示单层monolayer)覆盖度,0.05ML/S沉积速率,800K沉积温度下,随着粒子沉积能量的加大,在薄膜初期岛的形成中,岛的数量减少,尺寸加大.在0.6ML覆盖度,0.01ML/S沉积速率,800K沉积温度下,薄膜的生长模式更趋向于层状生长.     

单层石墨和多层石墨的电子能带结构

用紧束缚方法得到了单层石墨材料中π和π^＊能带的解析表达式;当考虑前三近邻原子的相互作用时,紧束缚方法的计算结果与第一性原理计算结果符合很好。在前三近邻紧束缚近似的基础上,考虑到层问原子的相互作用,进而得到了多层石墨的π和π^＊能带结构。     

超导石墨烯-正常石墨烯结中的近邻效应

基于Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论,在紧束缚近似下,利用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,通过自洽计算,研究了具有S波配对的超导石墨烯-石墨烯结中的近邻效应。针对在超导部分和正常导体部分的费米能级匹配和不匹配的两种情况,讨论了化学势对体系的局域态密度,以及配对振幅的影响。     

石墨烯的制备研究进展

石墨烯是一种二维六边形结构的碳质新材料,因为其优异性能而成为近几年的研究热点.主要介绍了两种石墨烯的常用制备方法:微机械剥离法和化学方法,同时分析了各种方法的优缺点,并对未来的制备方法作了展望.     

石墨烯声子谱研究

石墨烯的成功制备是纳米材料研究的重大进展。人们发现其具有很高的热导率,从而为解决计算机芯片散热问题提供了一条可能的方案。文章主要应用动力学矩阵的方法,计算了Tersoff势下石墨烯的声子谱,并探讨了该势在研究石墨烯热学性质方面的合理性。通过与实验数据的比较,我们发现,使用Tersoff势得到的声子谱在高对称点处的能量误差最大可以达到70%。因此,Tersoff势不适合于对石墨烯的热学性质进行定量的研究。     

Graphene meets biology

Graphene features a shining star in the material sciences since its discovery in 2004. Biomedical application of graphene-family materials has been driven recently. In this paper, we overviewed the cutting-edge research in the biomedical application of graphene-based biomaterials, such as bio-sensing and bio-imaging, drug/gene delivery and scaffold for tissue engineering. We emphasized on the effect of graphene substrates on cellular behaviors of adhesion, proliferation~ and differentiation. The develop- ment of three-dimensional scaffolds based on graphene- based nanomaterials and the potential of these constructs in tissue engineering are discussed. The perspectives and challenges are also addressed.     

石墨烯中的电子光学

从原理和应用两个方面阐述了石墨烯中电子光学研究的进展,介绍了石墨烯的电子能带结构和量子力学对它的理论描述,分析了电势和磁势对电子束传输的影响,探讨了负折射效应以及利用该效应设计的电子透镜,讨论了电子在石墨烯界面全反射时产生的Goos-Hnchen效应和石墨烯电子波导的构建方案,最后说明了电子光学其他方面的应用.     

石墨烯的电子颤振

介绍了新型材料石墨烯的诸多优良性能和广阔的应用前景,总结了不同领域颤振现象的研究近况.指出了石墨烯电子颤振研究方法,分析了电子颤振的瞬态特性和稳态特性、用飞秒激光探测颤振的方案、颤振产生的机理,展望了石墨烯电子颤振的研究方向石墨烯与基底的自旋轨道耦合作用对电子颤振影响.     

氧化石墨烯自组装水凝胶

氧化石墨烯(GO)是化学氧化-还原法制备石墨烯的中间体,也是除石墨烯以外最为重要的二维纳米材料.由于GO纳米片表面富含各种含氧基团,因此其在水溶液中可以与多种物质发生超分子自组装,形成水凝胶.本文在分析GO化学结构的基础上,总结GO水凝胶的制备方法和形成机理,着重讨论GO的拓扑形状对水凝胶形成的影响,以及促进GO形成凝胶的超分子作用力,包括氢键、静电作用、配位作用、π-π作用等.最后,对GO自组装水凝胶的应用进行了评述,并展望了该领域今后的发展方向.     

氧化石墨烯和石墨烯对离子型染料不同吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,将其采用水合肼还原获得石墨烯,以氧化石墨烯和石墨烯为吸附剂,分别采用透射电镜(TEM),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(RS)和X射线衍射光谱(XPS)对阴阳离子的不同吸附性能进行了分析表征.结果表明:两吸附剂对罗丹明B的吸附能力较甲基橙强,最大吸附容量分别为551.2 mg/g和476.2 mg/g,各吸附体系中的吸附行为都符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学反应特征.