石墨烯的化学气相沉积（CVD）生长机制涉及几个关键步骤和过程。了解这些步骤对于任何有意生产高质量石墨烯的人来说都至关重要。
石墨烯 CVD 的生长机制是什么？(6 个关键步骤详解）
1.前驱体热解
CVD 生长石墨烯的第一步是热解含碳前驱体。这包括将前驱体材料加热到高温，通常是在铜或镍等金属催化剂的作用下进行。高温使前驱体分解，释放出碳原子。这一步骤至关重要，因为它通过提供必要的碳源为石墨烯的形成奠定了基础。
2.形成石墨烯结构
一旦碳原子解离，它们就会与催化剂表面相互作用，在催化剂表面重新排列和结合，形成石墨烯特有的六边形晶格结构。这一步骤需要对温度和环境进行精确控制，以确保正确形成石墨烯，而不会形成不必要的碳簇或烟尘。
3.气体物种的传输和反应
在 CVD 过程中，气体物质会被输送到加热的基底上。这些气体（包括碳前驱体和任何其他反应物）被吸收到基底表面。一旦被吸收，就会发生化学反应，导致石墨烯的沉积。这一步骤受气体流速、基底温度和反应室压力等因素的影响。
4.副产品解吸
石墨烯沉积后，副产物和任何未反应的物质都会从表面解吸。这一步骤对于保持石墨烯薄膜的纯度和质量非常重要。清除这些副产品可确保它们不会干扰正在进行的沉积过程或降低石墨烯的性能。
5.催化剂和基底的影响
催化剂和基底材料的选择对石墨烯的生长起着重要作用。例如，铜的碳溶解度低，可促进单层石墨烯的形成。基底的结构和性质也会影响生长速度、石墨烯的质量和石墨烯域的大小。
6.电气控制
CVD 的最新进展是利用电场控制石墨烯的生长。通过对基底施加电压，研究人员能够实现选择性生长和清洁石墨烯薄膜的快速生长。这种电场控制为定制石墨烯和其他二维材料的合成条件提供了一个新的维度。
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