这里，试图了解单层石墨烯（SLG）生长过程中低压化学气相沉积（LPCVD）过程的热力学机理，因为它是CVD过程中最有争议的部分。为了获得高质量的LPCVD-生长的石墨烯（与机械剥离的SLG相当），大量的研究正在世界范围内进行。然而，基于个体分压效应的优化和机制尚未被详细讨论。因此，该工作详细解决了这个问题，包括热力学生长过程，并试图建立SLG生长期间单个气体的分压效应。另外，光学显微镜，拉曼光谱和原子力显微（AFM）被用来评估SLG的质量。此外，评估了其成核密度以理解石墨烯生长的合理机制。最后，还构建了场效应晶体管（FET）器件，研究了SLG的电学性质，在n = -2×1012 cm-2时，迁移率约为2595 cm2 V-1 s-1。因此，该研究结果表明：分压是生长SLG的重要参数之一，并在高性能石墨烯FET（GFET）器件中具有各种潜在应用价值。
 
Figure1. LPCVD装置示意图，显示了石墨烯生长的温度曲线。

 

Figure 2.（a）铜箔（分辨率为20倍）的光学图像，（b，c）石墨烯覆盖铜箔在不同放大倍数下的光学图像，（d-f）以及转移之后在Si/SiO2衬底上的石墨烯的光学图像（样品SC2）。
 

Figure 3. （a，b）在不同分压条件下，CVD生长的石墨烯转移到Si/SiO2衬底上后的拉曼光谱，（c-f）标记区域（250μm×250μm）的拉曼映射，（c）石墨烯的光学图，（d）强度比图，（e）2D峰位置图和（f）石墨烯的2D半最大值全宽度（样品SC2）。

 

Figure 4.在Si/SiO2衬底上（a，b）石墨烯晶粒和（c，d）连续石墨烯的AFM图像，呈现了高度情况（样品SC2）。
 
      该研究工作由印度国家物理实验室Indu Sharma课题组于2020年发表在ACS Omega期刊上。原文：Partial Pressure Assisted Growth of Single-Layer Graphene Grown by Low-Pressure Chemical Vapor Deposition: Implications for HighPerformance Graphene FET Devices。

摘自《石墨烯杂志》公众号：