影响金属表面石墨烯生长的因素
材料科学
2010-12-14 v1
摘要
当元素碳沉积在Ru(0001)表面或偏析到该表面时，石墨烯由相对致密、紧密结合的碳吸附原子气体形成。石墨烯生长速率与碳吸附原子密度的非线性关系表明，生长是通过碳原子团簇添加到石墨烯边缘进行的。现在，通过使用低能电子显微镜(LEEM)观察Ru(0001)和Ir(111)表面暴露于乙烯时石墨烯的形成，研究了这一图景的普适性。研究发现，Ru上石墨烯的生长速度和成核速率对吸附原子浓度的依赖关系与元素碳沉积时完全相同，这意味着碳氢化合物分解仅通过影响吸附原子的形成速率来影响石墨烯生长；对于乙烯，该速率随吸附原子浓度和石墨烯覆盖度的增加而降低。最初，Ir(111)上的石墨烯生长与Ru上类似：生长速度是吸附原子浓度的相同非线性函数（尽管平衡吸附原子浓度小得多，我们通过吸附原子形成能的DFT计算解释了这一点）。在生长后期，相对于初始晶核旋转的石墨烯晶体成核并生长。旋转的晶核生长得更快。这种差异首先表明，石墨烯片相对于衬底的边缘取向在生长机制中起着重要作用；其次，团簇附着到石墨烯上是团簇添加过程中最慢的步骤，而不是在平台上形成团簇。
引用
@article{arxiv.0904.1249,
title = {Factors influencing graphene growth on metal surfaces},
author = {E. Loginova and N. C. Bartelt and P. J. Feibelman and K. F. McCarty},
journal= {arXiv preprint arXiv:0904.1249},
year = {2010}
}