利用 TBA 实现渗流连通 GO 纳米筛的旋涂以用于通孔外延：调节 GO 片层堆叠与覆盖率以控制 GaN 成核
材料科学
2025-05-09 v1 应用物理
摘要
我们报告了一种基于旋涂的方法，用于在 SiO 图案化蓝宝石衬底上形成渗流连通的氧化石墨烯（GO）纳米筛，其中向 GO 溶液中添加四丁基铵（TBA）显著改善了片层覆盖的均匀性并调节了 GaN 成核行为。GO 热退火后，生成的还原氧化石墨烯（rGO）薄膜表现出空间变化的覆盖率，导致三种不同的 GaN 成核结果： 暴露衬底区域的类 ELOG 成核， 通过适当薄区域的类通孔外延（THE）成核，以及 厚堆叠区的完全成核抑制。在未添加 TBA 的旋涂 GO 薄膜上，这三种行为共存，且由于覆盖不均匀，不需要的 ELOG 和不成核模式持续存在。重要的是，仅通过调整 GO 片层浓度无法解决这些问题，因为仅靠浓度调节无法消除局部裸露和过厚区域的形成。相比之下，添加 TBA 产生了更均匀、适度堆叠的 rGO 形貌，抑制了 ELOG 和不成核模式，同时扩展了类 THE 成核区域。这种重塑的成核景观将 GaN 生长限制在具有工程化渗流输运的区域。该方法提供了一种可扩展、无光刻的控制 GaN 外延的路线，使用可溶液加工的二维材料掩模。
引用
@article{arxiv.2505.04454,
title = {TBA-enabled spin-coating of a percolatively connected GO nanosieve for thru-hole epitaxy: tuning GO flake stacking and coverage to control GaN nucleation},
author = {Gunhoon Beak and Changwook Dong and Minah Choi and Jieun Yang and Joonwon Lim and Chinkyo Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.04454},
year = {2025}
}