化学学院刘忠范、彭海琳课题组在Chem. Rev.和Adv
来源:旗舰网 发表于2019-07-08 10:39:24 编辑:滨崎步
摘要: 石墨烯是具有共同的二维蜂窝状晶体结构的新式纳米碳资料,其电学、热学、光学和力学等功能十分优异,在高端电子和光电子器材、动力转化与存储、复

  石墨烯是具有共同的二维蜂窝状晶体结构的新式纳米碳资料,其电学、热学、光学和力学等功能十分优异,在高端电子和光电子器材、动力转化与存储、复合资料等范畴有着宽广的使用远景。“制备决议未来”,石墨烯的化学气相堆积(Chemical Vapor Deposition,CVD)制备办法自2009年被创造以来,现已获得了长足开展,是现在低成本制备大面积高品质石墨烯薄膜的最有用办法,具有杰出的可控性和可扩大性。但是,CVD石墨烯薄膜在制备的进程中会发生缺点、晶界和褶皱,制备和搬运的进程也会形成外表污染与破损,因而约束了其进一步使用。尤其是,作为新一代高功能碳基电子器材的中心资料,石墨烯的能带结构和物理性质与其层数、堆积办法、畴区尺度、缺点浓度和掺杂类型密切相关,而这些要素的准确操控是石墨烯制备的难点。

  近十年来,北京大学化学与分子科学学院刘忠范院士课题组和彭海琳教授课题组在石墨烯的化学气相堆积制备和使用范畴获得一系列重要开展。针对高品质石墨烯薄膜的CVD制备与详细使用,课题组树立和开展了石墨烯单晶和薄膜的结构准确调控的多种CVD成长办法,并首要完成了4英寸无褶皱石墨烯单晶晶圆、大面积石墨烯薄膜的接连批量制备和绿色无损搬运,研发了超级石墨烯玻璃、旋转双层石墨烯光电器材和单晶石墨烯PN结光电勘探器材。上述一系列立异性研讨成果处理了高品质石墨烯薄膜资料难以低成本、批量制备的瓶颈问题,树立了具有中心自主知识产权的高品质石墨烯薄膜的安稳出产工艺,开始完成高质量石墨烯薄膜的可批量制备,进而为高品质石墨烯薄膜的高端使用指明方向,将促进石墨烯工业的良性可持续开展。

  最近,刘忠范课题组和彭海琳课题组应邀在世界化学范畴威望总述刊物Chemical Reviews上宣布题为“化学气相堆积制备石墨烯——抱负与实际”的总述文章(Bridging the Gap between Reality and Ideal in Chemical Vapor Deposition Growth of Graphene. Li Lin, Bing Deng, Jinyu Sun, Hailin Peng*, Zhongfan Liu*, Chem. Rev. 2019, 118, 9281?9343)。这也是自CVD石墨烯制备办法提出近十年来,总述期刊Chemical Reviews初次刊登石墨烯薄膜的化学气相堆积制备方面的总述文章。该文首要介绍碳资料的成键和制备前史、CVD法制备石墨烯的热力学进程与成长动力学机制,评论了成长条件对石墨烯畴区尺度、描摹、缺点、成长速度、层数和质量的影响,并对高质量石墨烯资料的制备办法进行总结,展望了未来制备高质量石墨烯薄膜的研讨方向。

  

  此外,课题组还应邀在Advanced Materials上撰写了题为“走向CVD石墨烯薄膜的规划制备”的总述文章(Toward Mass Production of CVD Graphene Films. Bing Deng, Zhongfan Liu*, Hailin Peng*. Adv. Mater. 2019, 30, 1800996),会集论述了根据CVD办法的石墨烯薄膜规划制备的研讨现状与未来开展方向。该总述首要介绍了CVD办法制备石墨烯的基本原理,然后详细分析了操控石墨烯质量的工程原理,包含制程、制备设备以及要害工艺参数等,最终评论了石墨烯薄膜的大面积均一性和快速表征办法,该文指出石墨烯规划化出产所面对的应战,对石墨烯薄膜资料面向工业规划的制备具有必定的辅导学习含义。

  在Chem. Rev.和Adv. Mater.上介绍石墨烯化学气相堆积制备办法

  以上两篇总述文章的榜首作者分别为树立博士和博士生邓兵,通讯作者为刘忠范和彭海琳。该系列作业得到国家自然科学基金委、科技部国家重点研讨方案、北京市科委项目的支撑。

  修改:麦洛

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