通过化学气相沉积在单层铜箔上实现的非对称表面依赖型石墨烯生长

《ACS Applied Nano Materials》：Asymmetric Surface-Dependent Graphene Growth on a Single Cu Foil via Chemical Vapor Deposition

研究通过调整Cu箔形状，在单次CVD中实现顶面快速高密度石墨烯（1分钟单层覆盖）与底面缓慢低密度生长（大岛合并），揭示双面差异化生长机制。

　　

本研究探讨了在低压化学气相沉积（CVD）过程中，铜箔两侧石墨烯的生长特性。通过将铜箔贴合到反应器石英管的曲面上，可以在一个工序中创造出两种不同的局部气体流动环境。直接暴露在前驱体气体流中的上表面实现了快速、高密度的石墨烯生长，仅需1分钟即可形成完整的单层结构，速度大约是下表面的10倍。然而，上表面持续生长超过5分钟后也会出现双层石墨烯的形成。相比之下，由于气体供应受限，下表面的生长速度较慢且密度较低，石墨烯岛屿逐渐合并成完整的单层结构。这项研究表明，同一块铜箔可以提供两种不同的生长环境，从而在单一的CVD过程中同时实现快速高密度和缓慢低密度的单层石墨烯生长。