至今尚未报道大于1厘米的高质量AB堆叠双层或多层石墨烯。在此,我们报道了用可控浓度的Ni制造和使用单晶Cu/Ni(111)合金箔,通过化学气相沉积的方法生生长大面积,高质量AB堆叠双层和ABA堆叠三层石墨烯薄膜。通过拉曼光谱和透射电镜(包括选定的区域电子衍射和原子分辨率成像)对石墨烯薄膜的堆积顺序、覆盖范围和均匀性进行了评估。电迁移(载流子迁移率和带隙可调性)和热导率(双层石墨烯的热导率值约为2,300 W m
-1 K
-1)表明该膜具有优异的质量。测量了由260 nm厚的聚碳酸酯薄膜支撑的厘米级双层石墨烯薄膜的拉伸载荷响应,并获得了杨氏模量(478 GPa)和断裂强度(3.31 GPa)的平均值。
Fig. 1 Cu/Ni(111)箔的制备与表征。
Fig. 2 双层和三层石墨烯的拉曼测量。
Fig. 3 双层石墨烯薄膜的TEM和LEED表征。
Fig. 4 AB堆叠双层石墨烯薄膜的电传输测量,导热率测量和拉伸测试。
相关研究成果于2020年由韩国蔚山国立科技学院Rodney S. Ruoff课题组,发表在Nature Nanotechnology (https://doi.org/10.1038/s41565-019-0622-8)上。原文:Large-area single-crystal AB-bilayer and ABAtrilayer graphene grown on a Cu/Ni(111) foil