虽然钌、铱、铂、铑、金、钯和铼等过渡金属已被研究作为衬底，但与钴、镍和铜相比，它们在化学气相沉积 (CVD) 石墨烯生产中的受欢迎程度要低得多。主要障碍在于其成本高昂以及在石墨烯质量、转移性和可扩展性方面存在的重大技术挑战。
核心见解 尽管这些贵重过渡金属理论上能够支持石墨烯生长，但在实际应用中却显得不切实际。由于难以生产高质量、大面积的石墨烯薄膜，加上原材料成本极高，它们的投资回报率很低。
经济障碍：材料成本
高昂的费用
最直接的区别在于市场价格。金、铂和钯等金属是贵金属，其市场价值比铜或镍等工业金属高出几个数量级。
对实验的影响
高昂的材料成本限制了迭代的能力。在研究和工业环境中，一次性或消耗性衬底的需求使得贵金属在常规合成中在经济上不可持续。
质量和规模的技术障碍
达到理想质量
除了成本之外，这些替代金属在持续生产出理想质量的石墨烯方面也存在困难。与标准选项相比，这些金属分解碳前驱体并形成均匀晶格所需的特定催化性能通常优化程度较低。
可扩展性问题
将薄石墨烯片扩展到更大尺寸是使用这些衬底的主要障碍。虽然可能合成出微观薄片，但使用这些金属的现有方法在技术上难以将工艺扩展到生产商业电子产品所需的大型连续薄片。
操作复杂性
工艺并非在生长后就结束；石墨烯必须转移到功能表面。这些替代金属在转移性方面带来了重大挑战，在尝试转移过程中常常会导致石墨烯片或衬底损坏。
理解权衡
可行性与可用性
如果您正在研究特定的催化行为或基础物理学，您可能会考虑使用这些“奇异”金属。但是，您必须接受工艺窗口将非常狭窄，并且产出可能仅限于微观尺度。
标准金属的优势
相比之下，铜箔等标准衬底已成为行业标准，因为它们解决了奇异金属所带来的确切问题。铜价格便宜、易于制造，并且在化学性质上最适合自限制生长为单层，使其成为大规模生产的唯一可行途径。
为您的目标做出正确选择
在为化学气相沉积石墨烯合成选择衬底时，请根据您的最终操作目标来选择。
- 如果您的主要重点是大规模生产：请优先考虑铜箔，因为其低成本和可制造性使其成为可扩展应用的唯一现实选择。
- 如果您的主要重点是基础研究：您可以研究贵金属（Au、Pt、Ir），但要准备好应对高昂的成本以及在材料转移和扩展方面遇到的重大困难。
最终，对于任何需要可扩展、高质量石墨烯的应用，与标准的铜或镍衬底相比，贵重过渡金属在经济和技术上的不足使其不切实际。
总结表：
| 因素 | 标准金属（Cu、Ni、Co） | 其他过渡金属（Pt、Au、Ru 等） |
|---|---|---|
| 材料成本 | 低 / 工业级 | 极高 / 贵重 |
| 可扩展性 | 高（大面积薄膜） | 低（微观薄片） |
| 生长控制 | 自限制（单层） | 难以优化 |
| 转移性 | 成熟的工艺 | 损坏风险高 |
| 主要用途 | 商业与大规模生产 | 专业基础研究 |
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