这里描述了一种实验方法：将有序的3D石墨烯片阵列原位保形生长在纳米线（NW）基底上。该过程采用的是镍催化剂自牺牲的CVD工艺，这可以使得石墨烯生长在绝缘的SiO2衬底上。此纳米压印硅NW既充当了催化剂的支架，又作为最终的底物。该方法获得的石墨烯是多晶且多层的。该工作提出了一种新颖且快速的方法，可用于生产导电的石墨烯片，且形貌及组织精确可控。该纳米结构衬底本身的几何形状有助于实现石墨烯的原位生长，因为在湿法蚀刻过程中产物难以洗去。其中Si NW的使用增加了表面积和光捕获效果，再结合石墨烯的特性，有望用于未来传感器和光伏设备之中。

Figure 1.（a）生长石墨烯片的大致工艺流程，其中金属Ni是利用腐蚀试剂将其刻蚀，使得石墨烯直接在NWs上，（b）该示意图描述了石墨烯在NWs基底上生长的标准实


Figure 2.（a）Si NWs的SEM图，（b）Ni沉积后样品的SEM图，（c）在CH4氛围中加热1.5 min后样品的SEM图，（d-e）刻蚀金属Ni后样品的SEM图，（f）Ni刻蚀前后的Raman光谱，（g）随机不同位置处的Raman光谱。


Figure 3.（a）单个纳米线被多层石墨烯片覆盖的TEM图，（b）TEM图显示了多层石墨烯的存在，且间距为0.34 nm，（c）金属Ni刻蚀后多个纳米线的SEM-EDS谱。
 

Figure 4.（a-c）不同样品的Raman光谱，（d-f）平均碳D:G 强度比例呈现了相应的变量效应，（g-i）不同条件下获得样品时的SEM图，（j）大的NWs显示了石墨烯片成六边形形状。
 
      该研究工作由日本国立材料科学研究所的Steaphan Mark Wallace课题组于2020年发表在Nanoscale Advances期刊上。原文：On-site Growth Method of 3D Structured Multi-layered Graphene on Silicon Nanowires。