生产石墨烯的最大障碍是在基底上形成完全均匀的石墨烯层，这受到反应腔内气体传输复杂动态的影响。由于扩散和对流的变化会影响基底上的化学反应，从而可能导致石墨烯层的不均匀性和缺陷。此外，流体动力学可能会导致基底边缘的反应物耗尽，从而阻碍这些区域形成石墨烯。
详细解释：
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气体传输动力学： 石墨烯的合成通常涉及化学气相沉积（CVD），其中使用了甲烷和氢气等气体。这些气体在反应腔内的传输受扩散和对流的影响。这些因素会在整个反应腔内发生变化，导致反应物分布不均，进而导致石墨烯生长不均匀。气体动力学的这种变化可能会导致基底上生长条件不理想的区域出现缺陷或覆盖不完全。
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反应物耗竭： 由于流体动力学的原因，反应物在基底上的分布可能不均匀。当气体混合物到达基底的边缘或某些区域时，反应物的浓度可能不足以形成石墨烯。这会导致一些区域没有石墨烯生长，使石墨烯层的均匀性变得更加复杂。
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克服障碍的策略： 一些研究人员通过调整气体浓度和使用旋转涂层等技术来解决这一问题。调整气体浓度有助于实现反应物在基底上更均匀的分布。旋转涂布是指通过高速旋转将溶液涂布在基底上，这也有助于获得更均匀的石墨烯前驱体层，从而在后续加工过程中形成均匀的石墨烯层。
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对质量和应用的影响： 石墨烯的不均匀性和缺陷会严重影响其特性和应用性。例如，在电子应用中，具有高载流子迁移率的均匀层至关重要。不均匀性会导致整个材料的电特性发生变化，从而影响其在设备中的性能。因此，实现均匀的高质量石墨烯层对其在各种应用中的有效使用至关重要。
总之，在基底上形成均匀的石墨烯层是石墨烯生产过程中的一个重大障碍。这一问题受到反应腔内复杂的气体传输动力学和流体力学的影响，可能导致缺陷和不均匀性。要解决这一难题，就需要仔细控制工艺参数并开发新技术，以确保在整个基底上均匀生长。
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