在化学气相沉积（CVD）过程中，石墨烯生长的催化剂通常是过渡金属，其中最常见的是镍和铜。
这些金属既是合成基底，又是催化剂，可促进含碳气体的分解和碳原子的沉积，从而形成石墨烯层。
需要了解的 4 个要点
1.过渡金属的作用
之所以选择镍和铜等过渡金属作为催化剂，是因为它们能够在高温下溶解碳，然后在温度降低时沉淀成石墨烯。
这种特性使得石墨烯层可以在它们的表面受控生长。
2.CVD 过程
在 CVD 过程中，金属催化剂在碳源（通常是甲烷气体）的存在下被加热到高温（通常在 800-1050 °C 之间）。
高温使甲烷分解成碳和氢。
碳原子随后扩散到金属催化剂中，到达表面后重新结合形成石墨烯。
氢气的作用是去除无定形碳，提高石墨烯的质量。
3.使用催化剂的优点
在 CVD 中使用催化剂可以生长出高质量、大面积的石墨烯薄膜，这对电子和光电领域的应用至关重要。
催化剂有助于实现均匀生长，并可进行定制，以控制石墨烯层的数量及其特性。
4.挑战与发展
虽然催化剂的使用已得到证实，但在可扩展性、成本以及需要合成后转移工艺将石墨烯从金属催化剂转移到所需基底等方面仍存在挑战。
气态催化剂辅助 CVD 等最新进展旨在解决这些问题，使石墨烯能够直接在电介质基底上生长，从而避免了转移过程。
总之，过渡金属，尤其是镍和铜，是 CVD 生长石墨烯的有效催化剂，可促进碳源的分解和碳原子的受控沉积，从而形成高质量的石墨烯层。
正在进行的研究不断完善催化剂的使用，以提高石墨烯生产的效率和适用性。
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