這里，試圖了解單層石墨烯（SLG）生長(zhǎng)過程中低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）過程的熱力學(xué)機(jī)理，因?yàn)樗荂VD過程中最有爭(zhēng)議的部分。為了獲得高質(zhì)量的LPCVD-生長(zhǎng)的石墨烯（與機(jī)械剝離的SLG相當(dāng)），大量的研究正在世界范圍內(nèi)進(jìn)行。然而，基于個(gè)體分壓效應(yīng)的優(yōu)化和機(jī)制尚未被詳細(xì)討論。因此，該工作詳細(xì)解決了這個(gè)問題，包括熱力學(xué)生長(zhǎng)過程，并試圖建立SLG生長(zhǎng)期間單個(gè)氣體的分壓效應(yīng)。另外，光學(xué)顯微鏡，拉曼光譜和原子力顯微（AFM）被用來評(píng)估SLG的質(zhì)量。此外，評(píng)估了其成核密度以理解石墨烯生長(zhǎng)的合理機(jī)制。最后，還構(gòu)建了場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）器件，研究了SLG的電學(xué)性質(zhì)，在n = -2×1012 cm-2時(shí)，遷移率約為2595 cm2 V-1 s-1。因此，該研究結(jié)果表明：分壓是生長(zhǎng)SLG的重要參數(shù)之一，并在高性能石墨烯FET（GFET）器件中具有各種潛在應(yīng)用價(jià)值。
Figure1. LPCVD裝置示意圖，顯示了石墨烯生長(zhǎng)的溫度曲線。
Figure 2.（a）銅箔（分辨率為20倍）的光學(xué)圖像，（b，c）石墨烯覆蓋銅箔在不同放大倍數(shù)下的光學(xué)圖像，（d-f）以及轉(zhuǎn)移之后在Si/SiO2襯底上的石墨烯的光學(xué)圖像（樣品SC2）。
Figure 3. （a，b）在不同分壓條件下，CVD生長(zhǎng)的石墨烯轉(zhuǎn)移到Si/SiO2襯底上后的拉曼光譜，（c-f）標(biāo)記區(qū)域（250μm×250μm）的拉曼映射，（c）石墨烯的光學(xué)圖，（d）強(qiáng)度比圖，（e）2D峰位置圖和（f）石墨烯的2D半最大值全寬度（樣品SC2）。
Figure 4.在Si/SiO2襯底上（a，b）石墨烯晶粒和（c，d）連續(xù)石墨烯的AFM圖像，呈現(xiàn)了高度情況（樣品SC2）。
該研究工作由印度國家物理實(shí)驗(yàn)室Indu Sharma課題組于2020年發(fā)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《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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