在 hBN 上快速无催化剂 CVD 生长石墨烯
材料科学
2016-07-29 v2
摘要
最近，六方氮化硼 (h-BN) 被证明可作为石墨烯的理想衬底，得益于其原子级平坦的表面、低层间电子耦合以及近乎完美的晶格匹配，从而极大改善了材料的输运性质。化学气相沉积 (CVD) 目前被认为是直接在 h-BN 上生长石墨烯最具可扩展性的方法。然而，对于无催化剂方法，通常报道其对石墨烯晶粒的形状和结晶度控制较差，且生长速率低。在本工作中，我们研究了不同形状晶粒的结晶度，并通过采用无催化剂 CVD 工艺，探索了实现石墨烯在 h-BN 上真正范德华外延的途径。我们证明了圆形垫的多晶性质，并将不同取向晶粒的产生归因于 h-BN 薄片的空气传播污染。我们表明，通过在生长过程中采用高氢分压，可以获得具有六重对称性的单晶晶粒。值得注意的是，通过优化生长温度和压力，获得了高达 100 nm/min 的生长速率。通过采用简单的 CVD 方法，以可观的生长速率在 h-BN 上合成单晶石墨烯，是提高这种极具前景的范德华异质结构可及性的一步。
引用
@article{arxiv.1607.08145,
title = {Rapid and catalyst-free CVD growth of graphene on hBN},
author = {Neeraj Mishra and Vaidotas Miseikis and Domenica Convertino and Mauro Gemmi and Vincenzo Piazza and Camilla Coletti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.08145},
year = {2016}
}
备注
13 pages, 4 figures