介紹了化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯的方法牧師還有ADV. Mater
介紹了化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯的方法牧師還有ADV. Mater
石墨烯是一種新型的納米碳材料，具有獨(dú)特的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)。其電、熱、光、機(jī)械性能優(yōu)良。石墨烯在高端電子和光電器件、能量轉(zhuǎn)換與存儲、復(fù)合材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，自2009年發(fā)明以來，化學(xué)氣相沉積（CVD）制備石墨烯已取得了長足的進(jìn)展。以較低的成本制備大面積、高質(zhì)量的石墨烯薄膜是最有效的方法，具有良好的可控性和可擴(kuò)展性，但在制備CVD石墨烯薄膜時(shí)會出現(xiàn)缺陷、晶界和褶皺，在制備和轉(zhuǎn)移過程中也會出現(xiàn)表面污染和損傷，限制了其應(yīng)用范圍。進(jìn)一步的應(yīng)用，尤其是作為新一代高性能碳基電子器件的核心材料，石墨烯的帶結(jié)構(gòu)和物理性能與層數(shù)、堆積方式、域大小、缺陷濃度和摻雜類型密切相關(guān)，而這些因素的精確控制是難點(diǎn)。石墨烯制備的性質(zhì)。
近十年來，北京大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院劉忠凡院士、彭海林教授在化學(xué)氣相沉積法制備和應(yīng)用石墨烯方面取得了一系列重要進(jìn)展，鑒于化學(xué)氣相沉積法制備和應(yīng)用高質(zhì)量石墨烯薄膜的化學(xué)氣相沉積技術(shù)。建立和發(fā)展了各種精確控制石墨烯單晶和薄膜結(jié)構(gòu)的CVD生長方法，實(shí)現(xiàn)了4英寸無褶皺石墨烯單晶片和大面積石墨烯薄膜的連續(xù)批量制備和綠色無損轉(zhuǎn)移。研制了超石墨烯玻璃和旋轉(zhuǎn)雙層石墨烯光伏器件，單晶體石墨烯PN結(jié)光電探測器，上述系列創(chuàng)新研究成果解決了高質(zhì)量石墨烯薄膜材料成本低、批量難制的瓶頸問題。建立了具有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的高質(zhì)量石墨烯薄膜的穩(wěn)定生產(chǎn)工藝。初步實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)石墨烯薄膜的批量制備，指出了優(yōu)質(zhì)石墨烯薄膜的高端應(yīng)用方向，將促進(jìn)石墨生產(chǎn)，促進(jìn)烯烴工業(yè)的良性可持續(xù)發(fā)展。
最近，劉忠凡和彭海林的研究小組應(yīng)邀發(fā)表了一篇關(guān)于化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯的綜述文章（彌合了石墨烯化學(xué)氣相沉積生長中的現(xiàn)實(shí)與理想之間的鴻溝）。李兵，鄧兵，孫金宇，彭海林*，劉忠凡*，中華醫(yī)學(xué)會.2018，118，92819343），這也是化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯薄膜的第一篇綜述文章，發(fā)表在綜述期刊《化學(xué)評論》上，提出了CVD法制備石墨烯的十年來，碳材料的鍵合和制備歷史、熱力學(xué)過程和生長動力學(xué)。介紹了用化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯的機(jī)理。討論了生長條件對石墨烯的域大小、形貌、缺陷、生長速率、層數(shù)和質(zhì)量的影響。綜述了高質(zhì)量石墨烯材料的制備方法。展望了制備高質(zhì)量石墨烯薄膜的未來研究方向。
此外，研究小組還應(yīng)邀撰寫了一篇關(guān)于CVD石墨烯薄膜的先進(jìn)材料的評論文章。鄧炳，劉忠凡*，彭海林*。Adv. Mater。2018年、2018年、1996年，重點(diǎn)介紹了基于化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯薄膜的研究現(xiàn)狀和未來的發(fā)展方向，首先介紹了化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯的基本原理，然后詳細(xì)分析了控制石墨烯質(zhì)量的工程原理，包括制備工藝、制備工藝和制備工藝。最后討論了石墨烯薄膜的大面積均勻性和快速表征方法。指出了石墨烯大規(guī)模生產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)，指出石墨烯薄膜的生產(chǎn)是面向工業(yè)的，產(chǎn)業(yè)規(guī)模的準(zhǔn)備具有一定的指導(dǎo)意義。
上述兩篇綜述的第一作者是Lin Li博士和鄧冰博士，通訊作者是劉中帆和彭海鄰。這一系列工作得到了國家自然科學(xué)基金委員會、國家科學(xué)技術(shù)部國家重點(diǎn)研究項(xiàng)目和北京科學(xué)技術(shù)計(jì)劃的支持?？茖W(xué)委員會。
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