石墨烯 CVD 生长铜表面的广义相图
材料科学
2026-05-21 v1
摘要
理解第一层横向扩张与第二层核取的竞争对于通过化学气相沉积 (CVD) 实现层控石墨烯生长至关重要。基于我们先前以无量纲参数 和 为基础的相图框架，我们发展了更完善的模型，纳入了两个此前被忽略的效应：热膨胀引起的基片应变和通过逆脱氢化的化学疏附碳单体。我们采用第一性原理计算确定应变依赖的扩散和附着势垒，分别作用于暴露的 Cu(111) 表面和覆盖石墨烯的表面。通过将多步骤 CVD 过程映射到有效准物理蒸发沉积，我们构建了以 、 和新引入的疏附参数 为特征的广义相图。我们的结果表明，拉伸应变会扩大双层石墨烯 (BLG) 生长窗口（当临界核大小 时）。相反，在高- 区域，通过 依赖的单体耗尽抑制 BLG 形成。这个统一框架提供了一种预测性指南， 将宏观生长参数链接到微观层选择机制，从而指导高品质双层石墨烯的合理合成。
引用
@article{arxiv.2605.20783,
title = {Generalized Phase Diagrams for Graphene CVD growth on Copper},
author = {Tongtong Wang and Ke Jin and Yishi Zhang and Dajun Shu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.20783},
year = {2026}
}