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环球平台:【大尺寸二维单晶材料在铜基底上的可控成长】



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近年来,对大型单晶二维材料的对照制备一直很有前途。在这些制备方法中,由于高可控性,大规模制备和低成本等,化学气相沉积方法具有广泛的关注。

在CVD期间,催化剂可以直接影响样品的尺寸,形态和质量,因此适当的催化剂系统一直是该领域的研究热点和困难。其中,金属铜(Cu)催化剂在高质量的单层二维材料的生长中具有独特的优点,并且近年来已被广泛采用。近日,胡文平教授,天津,德尔德·德教授发表了一个题为“生长尺寸2D单个晶体的最近进步的高级2D单晶体上的增长2D单晶体的最新进展”的先进材料,系统总结了CVD方法 近年来铜衬里。

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最后制备大型二维单晶材料的最新进展。首先,该物品概述了铜的唯一性作为二维单晶材料生长催化剂; 图示出了不同种类的铜表面上的石墨烯和六葡萄石(H-BN)二维晶体的大尺寸生长。然后进一步揭示二维单晶的生长机制,为结晶生长动力学进行了深入研究的基础。最后,提交人还提出了对目前二维单晶产业化的独特意见,并期待其广泛的发展前景。

本文说明了催化剂(作为实施例的石墨烯的二维材料的生长示意图,作为Cu中的碳的超低溶解度,作为二维结晶材料的生长基板的优点。根据C-Cu的二进制相图,与Ni相比,C的C Cu的溶解度非常低。以石墨烯生长为例,通常用作碳源的CH 4气体,并且在高温下分解后是碳原子。

在这种情况下,石墨烯的生长遵循表面自限制模式,并且在Cu上容易获得大面积的单层石墨烯膜(图1)。(2)可行的铜表面项目。

在精确的热处理之后,多晶Cu可以成为单晶,所有这些都可以彼此融合成均匀的颗粒。均匀晶面可以限制核点的数量,同时增加生长速率,从而获得大的单晶二维材料。

总之,可以精确地调节Cu以具有高质量的2D材料的受控生长。CU上的二维晶体的大尺寸生长通常具有两种制备策略,用于大尺寸的二维单晶材料的可控增长。一个最终限于一个(图2),另一个是多个k arries在相同的方向上完全布置(图3)。

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因此,提交人总结了Cu催化剂中上述两种策略的最新进展。本文是氧气辅助石墨烯单晶超快速和尚生长本文图3.铜表面多核尾矿中的大面积单晶H-BN在中间Cu中Cu中Cu中的二维生长机制 ,Cu表面中的二维材料的形成可分为两相的成核和生长。众所周知,对成核和生长的精细控制将对获得的二维材料产生重要影响,包括大小,形态和质量。对于Cu的独特表面,CVD方法在将其引入石墨烯时提出了自限增长机制。

根据最近的二维晶体生长的研究,即使在相同的铜表面中,则详细机制也可能非常不同。作者用本文中的石墨烯和H-BN(图4)的示例,以及铜表面中成核生长机制的核。

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