Dziękujemy za odwiedzenie Nature.com. Wersja przeglądarki, której używasz, obsługuje ograniczoną obsługę CSS. Aby uzyskać najlepsze wyniki, zalecamy użycie nowszej wersji przeglądarki (lub wyłączenie trybu zgodności w przeglądarce Internet Explorer). W międzyczasie, aby zapewnić ciągłe wsparcie, wyświetlamy witrynę bez stylizacji i JavaScript.
Folie grafitowe w nanoskali (NGF) to wytrzymałe nanomateriały, które można wytwarzać w drodze katalitycznego chemicznego osadzania z fazy gazowej, pozostają jednak pytania dotyczące łatwości ich przenoszenia i wpływu morfologii powierzchni na ich zastosowanie w urządzeniach nowej generacji. Tutaj opisujemy wzrost NGF po obu stronach polikrystalicznej folii niklowej (powierzchnia 55 cm2, grubość około 100 nm) i jego transfer bez polimeru (przód i tył, powierzchnia do 6 cm2). Ze względu na morfologię folii katalizatora obie warstwy węgla różnią się właściwościami fizycznymi i innymi cechami (takimi jak chropowatość powierzchni). Pokazujemy, że NGF z bardziej szorstką stroną tylną dobrze nadają się do wykrywania NO2, podczas gdy gładsze i bardziej przewodzące NGF na przedniej stronie (2000 S/cm, rezystancja arkusza – 50 omów/m2) mogą być realnymi przewodnikami. kanał lub elektroda ogniwa słonecznego (ponieważ przepuszcza ono 62% światła widzialnego). Ogólnie rzecz biorąc, opisane procesy wzrostu i transportu mogą pomóc w wykorzystaniu NGF jako alternatywnego materiału węglowego do zastosowań technologicznych, w których grafen i folie grafitowe o grubości mikrona nie są odpowiednie.
Grafit jest szeroko stosowanym materiałem przemysłowym. Warto zauważyć, że grafit ma właściwości stosunkowo niskiej gęstości masy i wysokiej przewodności cieplnej i elektrycznej w płaszczyźnie, a także jest bardzo stabilny w trudnych warunkach termicznych i chemicznych1,2. Grafit płatkowy jest dobrze znanym materiałem wyjściowym do badań nad grafenem3. Po przetworzeniu na cienkie folie może mieć szerokie zastosowanie, w tym radiatory urządzeń elektronicznych, takich jak smartfony4,5,6,7, jako materiał aktywny w czujnikach8,9,10 oraz do ochrony przed zakłóceniami elektromagnetycznymi11. 12 oraz klisze do litografii w skrajnym ultrafiolecie13,14, kanały przewodzące w ogniwach słonecznych15,16. We wszystkich tych zastosowaniach znaczącą zaletą byłaby możliwość łatwej produkcji i transportu dużych obszarów folii grafitowych (NGF) o kontrolowanej grubości w nanoskali <100 nm.
Folie grafitowe produkowane są różnymi metodami. W jednym przypadku do wytworzenia płatków grafenu zastosowano osadzanie i ekspansję, a następnie eksfoliację10,11,17. Płatki należy dalej przetwarzać na folie o wymaganej grubości, a wytworzenie gęstych arkuszy grafitu zajmuje często kilka dni. Innym podejściem jest rozpoczęcie od grafitowych stałych prekursorów. W przemyśle arkusze polimerów są karbonizowane (w temperaturze 1000–1500 ° C), a następnie grafityzowane (w temperaturze 2800–3200 ° C), aby utworzyć dobrze ustrukturyzowane materiały warstwowe. Chociaż jakość tych folii jest wysoka, zużycie energii jest znaczne1,18,19, a minimalna grubość ograniczona jest do kilku mikronów1,18,19,20.
Katalityczne chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) jest dobrze znaną metodą wytwarzania warstw grafenu i ultracienkich grafitów (<10 nm) o wysokiej jakości strukturalnej i rozsądnych kosztach21,22,23,24,25,26,27. Jednakże w porównaniu z rozwojem grafenu i ultracienkich warstw grafitu28, wielkopowierzchniowy wzrost i/lub zastosowanie NGF przy użyciu CVD jest jeszcze mniej zbadany11,13,29,30,31,32,33.
Warstwy grafenu i grafitu hodowane metodą CVD często wymagają przeniesienia na podłoża funkcjonalne34. Te transfery cienkowarstwowe obejmują dwie główne metody35: (1) transfer nietrawiący36,37 i (2) transfer chemiczny na mokro na bazie wytrawiania (na podłożu)14,34,38. Każda metoda ma pewne zalety i wady i należy ją wybrać w zależności od zamierzonego zastosowania, jak opisano w innym miejscu35,39. W przypadku folii grafenowo-grafitowych hodowanych na podłożach katalitycznych transfer za pomocą mokrych procesów chemicznych (z których najczęściej stosowaną warstwą nośną jest polimetakrylan metylu (PMMA)) pozostaje pierwszym wyborem13,30,34,38,40,41,42. Ty i in. Wspomniano, że do transferu NGF nie użyto polimeru (wielkość próbki około 4 cm2)25,43, ale nie podano żadnych szczegółów dotyczących stabilności próbki i/lub postępowania podczas przenoszenia; Procesy chemii mokrej z wykorzystaniem polimerów składają się z kilku etapów, obejmujących nałożenie i późniejsze usunięcie warstwy polimeru protektorowego30,38,40,41,42. Proces ten ma wady: na przykład pozostałości polimeru mogą zmieniać właściwości wyhodowanej folii38. Dodatkowa obróbka może usunąć resztki polimeru, ale te dodatkowe etapy zwiększają koszt i czas produkcji folii38,40. Podczas wzrostu CVD warstwa grafenu osadza się nie tylko na przedniej stronie folii katalizatora (od strony przepływu pary), ale także na jej tylnej stronie. Jednakże ten ostatni jest uważany za produkt odpadowy i można go szybko usunąć za pomocą miękkiej plazmy38,41. Recykling tej folii może pomóc zmaksymalizować wydajność, nawet jeśli jest ona gorszej jakości niż wierzchnia folia węglowa.
Tutaj przedstawiamy przygotowanie dwustronnego wzrostu NGF w skali płytki o wysokiej jakości strukturalnej na polikrystalicznej folii niklowej za pomocą CVD. Oceniono, jak chropowatość przedniej i tylnej powierzchni folii wpływa na morfologię i strukturę NGF. Pokazujemy również opłacalny i przyjazny dla środowiska, bezpolimerowy transfer NGF z obu stron folii niklowej na podłoża wielofunkcyjne oraz pokazujemy, w jaki sposób folia przednia i tylna nadają się do różnych zastosowań.
W poniższych sekcjach omówiono różne grubości warstwy grafitu w zależności od liczby ułożonych warstw grafenu: (i) grafen jednowarstwowy (SLG, 1 warstwa), (ii) grafen kilkuwarstwowy (FLG, < 10 warstw), (iii) grafen wielowarstwowy ( MLG, 10-30 warstw) i (iv) NGF (~300 warstw). Ta ostatnia jest najczęstszą grubością wyrażoną jako procent powierzchni (około 97% powierzchni na 100 µm2)30. Dlatego cały film nazywa się po prostu NGF.
Folie polikrystaliczne niklowe stosowane do syntezy folii grafenowych i grafitowych charakteryzują się różną teksturą w wyniku ich wytwarzania i późniejszej obróbki. Niedawno opisaliśmy badanie mające na celu optymalizację procesu wzrostu NGF30. Pokazujemy, że parametry procesu, takie jak czas wyżarzania i ciśnienie w komorze na etapie wzrostu, odgrywają kluczową rolę w otrzymywaniu NGF o jednakowej grubości. Tutaj dalej badaliśmy wzrost NGF na polerowanej przedniej (FS) i niepolerowanej tylnej (BS) powierzchni folii niklowej (ryc. 1a). Badano trzy typy próbek FS i BS, wymienione w tabeli 1. Po oględzinach równomierny wzrost NGF po obu stronach folii niklowej (NiAG) można zaobserwować poprzez zmianę koloru masowego podłoża Ni z charakterystycznego metalicznego srebra kolor szary do szarego matowego (ryc. 1a); potwierdzono pomiary mikroskopowe (ryc. 1b, c). Typowe widmo Ramana FS-NGF obserwowane w jasnym obszarze i oznaczone czerwonymi, niebieskimi i pomarańczowymi strzałkami na ryc. 1b pokazano na ryc. 1c. Charakterystyczne piki Ramana dla grafitu G (1683 cm-1) i 2D (2696 cm-1) potwierdzają wzrost wysokokrystalicznego NGF (ryc. 1c, tabela SI1). W całym filmie zaobserwowano przewagę widm Ramana o stosunku intensywności (I2D/IG) ~0,3, natomiast widma Ramana o I2D/IG = 0,8 obserwowano rzadko. Brak wadliwych pików (D = 1350 cm-1) w całej folii wskazuje na wysoką jakość wzrostu NGF. Podobne wyniki Ramana uzyskano dla próbki BS-NGF (rysunek SI1 aib, tabela SI1).
Porównanie NiAG FS- i BS-NGF: (a) Zdjęcie typowej próbki NGF (NiAG) przedstawiające wzrost NGF w skali płytki (55 cm2) i powstałe próbki folii BS- i FS-Ni, (b) FS-NGF Obrazy/Ni uzyskane za pomocą mikroskopu optycznego, (c) typowe widma Ramana zarejestrowane w różnych pozycjach panelu b, (d, f) obrazy SEM przy różnych powiększeniach na FS-NGF/Ni, (e, g) obrazy SEM przy różnych powiększeniach Ustawia BS-NGF/Ni. Niebieska strzałka wskazuje region FLG, pomarańczowa strzałka wskazuje region MLG (w pobliżu regionu FLG), czerwona strzałka wskazuje region NGF, a magenta strzałka wskazuje zagięcie.
Ponieważ wzrost zależy od grubości początkowego podłoża, wielkości kryształów, orientacji i granic ziaren, osiągnięcie rozsądnej kontroli grubości NGF na dużych obszarach pozostaje wyzwaniem20,34,44. W badaniu tym wykorzystano treści, które wcześniej opublikowaliśmy30. W procesie tym powstaje jasny obszar o natężeniu od 0,1 do 3% na 100 µm230. W kolejnych rozdziałach prezentujemy wyniki dla obu typów regionów. Obrazy SEM o dużym powiększeniu pokazują obecność kilku jasnych kontrastowych obszarów po obu stronach (ryc. 1f, g), co wskazuje na obecność obszarów FLG i MLG30,45. Zostało to również potwierdzone przez rozpraszanie Ramana (rys. 1c) i wyniki TEM (omówione w dalszej części rozdziału „FS-NGF: struktura i właściwości”). Regiony FLG i MLG obserwowane na próbkach FS i BS-NGF/Ni (przedni i tylny NGF hodowany na Ni) mogły wzrosnąć na dużych ziarnach Ni(111) powstałych podczas wstępnego wyżarzania22,30,45. Po obu stronach zaobserwowano fałdowanie (ryc. 1b, zaznaczone fioletowymi strzałkami). Fałdy te często występują w foliach grafenowych i grafitowych hodowanych metodą CVD ze względu na dużą różnicę we współczynniku rozszerzalności cieplnej pomiędzy grafitem i podłożem niklowym30,38.
Obraz AFM potwierdził, że próbka FS-NGF była bardziej płaska niż próbka BS-NGF (rysunek SI1) (rysunek SI2). Wartości średniokwadratowe (RMS) chropowatości FS-NGF/Ni (rys. SI2c) i BS-NGF/Ni (rys. SI2d) wynoszą odpowiednio 82 i 200 nm (mierzone na powierzchni 20 × 20 μm2). Większą chropowatość można zrozumieć na podstawie analizy powierzchni folii niklowej (NiAR) w stanie otrzymanym (rysunek SI3). Obrazy SEM FS i BS-NiAR pokazano na rysunkach SI3a – d, pokazując różne morfologie powierzchni: wypolerowana folia FS-Ni ma kuliste cząstki wielkości nano i mikronów, podczas gdy niepolerowana folia BS-Ni przedstawia drabinę produkcyjną. jako cząstki o dużej wytrzymałości. i spadek. Obrazy wyżarzonej folii niklowej (NiA) w niskiej i wysokiej rozdzielczości pokazano na rysunku SI3e – h. Na tych rysunkach możemy zaobserwować obecność kilku cząstek niklu wielkości mikronów po obu stronach folii niklowej (ryc. SI3e – h). Duże ziarna mogą mieć orientację powierzchniową Ni(111), jak podano wcześniej30,46. Istnieją znaczące różnice w morfologii folii niklowej pomiędzy FS-NiA i BS-NiA. Większa chropowatość BS-NGF/Ni wynika z niepolerowanej powierzchni BS-NiAR, której powierzchnia pozostaje znacznie szorstka nawet po wyżarzaniu (rysunek SI3). Ten rodzaj charakteryzacji powierzchni przed procesem wzrostu pozwala na kontrolę chropowatości warstw grafenu i grafitu. Należy zauważyć, że oryginalne podłoże uległo pewnej reorganizacji ziaren podczas wzrostu grafenu, co nieznacznie zmniejszyło wielkość ziaren i nieco zwiększyło chropowatość powierzchni podłoża w porównaniu z folią odprężoną i warstwą katalizatora22.
Dokładne dostosowanie chropowatości powierzchni podłoża, czasu wyżarzania (wielkości ziarna)30,47 i kontroli uwalniania43 pomoże zmniejszyć regionalną jednorodność grubości NGF do skali µm2 i/lub nawet nm2 (tj. wahania grubości rzędu kilku nanometrów). Aby kontrolować chropowatość powierzchni podłoża, można rozważyć metody takie jak polerowanie elektrolityczne powstałej folii niklowej48. Wstępnie obrobioną folię niklową można następnie wyżarzać w niższej temperaturze (< 900°C) 46 i czasie (< 5 min), aby uniknąć tworzenia się dużych ziaren Ni(111) (co jest korzystne dla wzrostu FLG).
Grafen SLG i FLG nie jest w stanie wytrzymać napięcia powierzchniowego kwasów i wody, dlatego wymaga mechanicznych warstw nośnych podczas mokrych procesów przenoszenia środków chemicznych22,34,38. W przeciwieństwie do mokrego chemicznego przenoszenia jednowarstwowego grafenu na nośniku38, odkryliśmy, że obie strony wyhodowanego NGF można przenosić bez wsparcia polimeru, jak pokazano na rysunku 2a (więcej szczegółów można znaleźć na rysunku SI4a). Przeniesienie NGF na dane podłoże rozpoczyna się od trawienia na mokro leżącej pod spodem warstwy Ni30.49. Wyhodowane próbki NGF/Ni/NGF umieszczono na noc w 15 ml 70% HNO3 rozcieńczonego 600 ml wody dejonizowanej (DI). Po całkowitym rozpuszczeniu folii Ni, FS-NGF pozostaje płaski i unosi się na powierzchni cieczy, podobnie jak próbka NGF/Ni/NGF, natomiast BS-NGF jest zanurzony w wodzie (rys. 2a,b). Wyodrębniony NGF następnie przeniesiono z jednej zlewki zawierającej świeżą dejonizowaną wodę do drugiej zlewki i wyizolowany NGF dokładnie przemyto, powtarzając cztery do sześciu razy przez wklęsłe szklane naczynie. Na koniec FS-NGF i BS-NGF umieszczono na pożądanym podłożu (ryc. 2c).
Bezpolimerowy proces mokrego transferu chemicznego NGF hodowanego na folii niklowej: (a) Schemat przebiegu procesu (więcej szczegółów można znaleźć na rysunku SI4), (b) Cyfrowe zdjęcie oddzielonego NGF po trawieniu Ni (2 próbki), (c) Przykład FS – i transfer BS-NGF na podłoże SiO2/Si, (d) transfer FS-NGF na nieprzezroczyste podłoże polimerowe, (e) BS-NGF z tej samej próbki co panel d (podzielony na dwie części), przeniesiony na pozłacany papier C i Nafion (elastyczne podłoże przezroczyste, krawędzie zaznaczone czerwonymi narożnikami).
Należy pamiętać, że transfer SLG wykonywany metodami mokrego transferu chemicznego wymaga całkowitego czasu przetwarzania wynoszącego 20–24 godzin 38 . Dzięki zaprezentowanej tutaj technice transferu bez polimeru (rysunek SI4a) całkowity czas przetwarzania transferu NGF jest znacznie skrócony (około 15 godzin). Proces składa się z: (Krok 1) Przygotuj roztwór trawiący i umieść w nim próbkę (~10 minut), następnie odczekaj noc na trawienie Ni (~7200 minut), (Krok 2) Spłukać wodą dejonizowaną (Krok - 3) . przechowywać w wodzie dejonizowanej lub przenieść na podłoże docelowe (20 min). Wodę uwięzioną pomiędzy NGF a matrycą objętościową usuwa się metodą kapilarną (za pomocą bibuły)38, następnie pozostałe kropelki wody usuwa się poprzez naturalne suszenie (około 30 min), a na koniec próbkę suszy się przez 10 min. min w piecu próżniowym (10–1 mbar) w temperaturze 50–90°C (60 min) 38.
Wiadomo, że grafit wytrzymuje obecność wody i powietrza w dość wysokich temperaturach (≥ 200 °C)50,51,52. Przetestowaliśmy próbki za pomocą spektroskopii Ramana, SEM i XRD po przechowywaniu w wodzie dejonizowanej w temperaturze pokojowej i w zamkniętych butelkach przez okres od kilku dni do jednego roku (rysunek SI4). Nie ma zauważalnej degradacji. Figura 2c przedstawia wolnostojące FS-NGF i BS-NGF w wodzie dejonizowanej. Przechwyciliśmy je na podłożu SiO2 (300 nm)/Si, jak pokazano na początku rysunku 2c. Dodatkowo, jak pokazano na rysunku 2d, e, ciągły NGF można przenieść na różne podłoża, takie jak polimery (poliamid Thermabright firmy Nexolve i Nafion) i kalka powlekana złotem. Pływający FS-NGF można było łatwo umieścić na docelowym podłożu (ryc. 2c, d). Jednakże próbki BS-NGF o powierzchni większej niż 3 cm2 były trudne w obsłudze po całkowitym zanurzeniu w wodzie. Zwykle, gdy zaczynają się toczyć w wodzie, w wyniku nieostrożnego obchodzenia się z nimi czasami rozpadają się na dwie lub trzy części (ryc. 2e). Ogólnie rzecz biorąc, udało nam się uzyskać pozbawiony polimerów transfer PS- i BS-NGF (ciągły, płynny transfer bez wzrostu NGF/Ni/NGF na 6 cm2) dla próbek o powierzchni odpowiednio do 6 i 3 cm2. Wszelkie pozostałe duże lub małe kawałki można (łatwo zobaczyć w roztworze trawiącym lub wodzie dejonizowanej) na żądanym podłożu (~1 mm2, rysunek SI4b, patrz próbka przeniesiona na siatkę miedzianą jak w „FS-NGF: Struktura i właściwości (omówione) w „Strukturze i właściwościach”) lub przechowywać do wykorzystania w przyszłości (Rysunek SI4). W oparciu o to kryterium szacujemy, że NGF można odzyskać z wydajnością do 98–99% (po wzroście w celu przeniesienia).
Szczegółowo analizowano próbki transferowe bez polimeru. Charakterystyka morfologiczna powierzchni uzyskana na FS- i BS-NGF/SiO2/Si (ryc. 2c) przy użyciu obrazów z mikroskopii optycznej (OM) i SEM (ryc. SI5 i ryc. 3) wykazała, że próbki te przenoszono bez mikroskopii. Widoczne uszkodzenia konstrukcyjne, takie jak pęknięcia, dziury lub obszary odwinięte. Fałdy na rosnącym NGF (ryc. 3b, d, zaznaczone fioletowymi strzałkami) pozostały nienaruszone po przeniesieniu. Zarówno FS-, jak i BS-NGF składają się z regionów FLG (jasne obszary zaznaczone niebieskimi strzałkami na Ryc. 3). Co zaskakujące, w przeciwieństwie do kilku uszkodzonych obszarów zwykle obserwowanych podczas przenoszenia polimeru ultracienkich folii grafitowych, kilka obszarów FLG i MLG wielkości mikrona łączących się z NGF (oznaczonych niebieskimi strzałkami na rysunku 3d) zostało przeniesionych bez pęknięć i przerw (rysunek 3d) . 3). . Integralność mechaniczną potwierdzono dodatkowo za pomocą obrazów TEM i SEM NGF przeniesionych na siatki z miedzi koronkowo-węglowej, jak omówiono później („FS-NGF: Struktura i właściwości”). Przeniesiony BS-NGF/SiO2/Si jest bardziej szorstki niż FS-NGF/SiO2/Si o wartościach skutecznych odpowiednio 140 nm i 17 nm, jak pokazano na rysunkach SI6a i b (20 × 20 μm2). Wartość RMS NGF przeniesionego na podłoże SiO2/Si (RMS < 2 nm) jest znacznie niższa (około 3 razy) niż wartość RMS NGF hodowanego na Ni (Rysunek SI2), co wskazuje, że dodatkowa chropowatość może odpowiadać powierzchni Ni. Ponadto obrazy AFM wykonane na krawędziach próbek FS- i BS-NGF/SiO2/Si wykazały grubość NGF odpowiednio 100 i 80 nm (ryc. SI7). Mniejsza grubość BS-NGF może wynikać z tego, że powierzchnia nie jest bezpośrednio wystawiona na działanie gazu prekursorowego.
Przeniesiony NGF (NiAG) bez polimeru na płytce SiO2/Si (patrz rysunek 2c): (a, b) Obrazy SEM przeniesionego FS-NGF: małe i duże powiększenie (odpowiadające pomarańczowemu kwadratowi na panelu). Typowe obszary) – a). ( c, d ) Obrazy SEM przeniesionego BS-NGF: małe i duże powiększenie (odpowiadające typowemu obszarowi pokazanemu przez pomarańczowy kwadrat na panelu c). (e, f) Obrazy AFM przeniesionych FS- i BS-NGF. Niebieska strzałka reprezentuje region FLG – jasny kontrast, cyjanowa strzałka – czarny kontrast MLG, czerwona strzałka – czarny kontrast reprezentuje region NGF, magenta strzałka przedstawia fałd.
Skład chemiczny wyhodowanych i przeniesionych FS- i BS-NGF analizowano za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów (XPS) (ryc. 4). W zmierzonych widmach zaobserwowano słaby pik (ryc. 4a, b), odpowiadający substratowi Ni (850 eV) hodowanych FS- i BS-NGF (NiAG). W zmierzonych widmach przeniesionych FS- i BS-NGF/SiO2/Si nie ma pików (rys. 4c; nie pokazano podobnych wyników dla BS-NGF/SiO2/Si), co wskazuje, że po transferze nie ma resztkowego zanieczyszczenia Ni . Ryciny 4d – f przedstawiają widma o wysokiej rozdzielczości poziomów energii C 1 s, O 1 s i Si 2p FS-NGF/SiO2/Si. Energia wiązania C 1 s grafitu wynosi 284,4 eV53,54. Liniowy kształt pików grafitu jest ogólnie uważany za asymetryczny, jak pokazano na rysunku 4d54. Widmo C 1 s na poziomie rdzenia o wysokiej rozdzielczości (ryc. 4d) również potwierdziło czysty transfer (tj. brak pozostałości polimeru), co jest zgodne z wcześniejszymi badaniami38. Szerokości linii widm C 1 s świeżo wyhodowanej próbki (NiAG) i po przeniesieniu wynoszą odpowiednio 0,55 i 0,62 eV. Wartości te są wyższe niż dla SLG (0,49 eV dla SLG na podłożu SiO2)38. Jednak wartości te są mniejsze niż wcześniej zgłaszane szerokości linii dla wysoce zorientowanych próbek grafenu pirolitycznego (~0,75 eV)53,54,55, co wskazuje na brak wadliwych miejsc węglowych w obecnym materiale. Widma C 1 s i O 1 s na poziomie podstawowym również nie mają ramion, co eliminuje potrzebę dekonwolucji pików o wysokiej rozdzielczości54. Szczyt satelitarny π → π* wynosi około 291,1 eV, co często obserwuje się w próbkach grafitu. Sygnały 103 eV i 532,5 eV w widmach poziomu rdzenia Si 2p i O 1 s (patrz rys. 4e, f) przypisuje się odpowiednio substratowi SiO2 56. XPS jest techniką czułą na powierzchnię, zatem zakłada się, że sygnały odpowiadające Ni i SiO2 wykryte odpowiednio przed i po transferze NGF pochodzą z obszaru FLG. Podobne wyniki zaobserwowano dla przeniesionych próbek BS-NGF (nie pokazano).
Wyniki NiAG XPS: (ac) Przegląd widm różnych pierwiastkowych składów atomowych odpowiednio wyhodowanych FS-NGF/Ni, BS-NGF/Ni i przeniesionych FS-NGF/SiO2/Si. (d–f) Widma o wysokiej rozdzielczości poziomów rdzenia C 1 s, O 1s i Si 2p próbki FS-NGF/SiO2/Si.
Ogólną jakość przeniesionych kryształów NGF oceniano za pomocą dyfrakcji promieni rentgenowskich (XRD). Typowe obrazy XRD (rys. SI8) przeniesionych FS- i BS-NGF/SiO2/Si pokazują obecność pików dyfrakcyjnych (0 0 0 2) i (0 0 0 4) przy 26,6° i 54,7°, podobnie jak w przypadku grafitu. . Potwierdza to wysoką jakość krystaliczną NGF i odpowiada odległości międzywarstwowej d = 0,335 nm, która utrzymuje się po etapie przenoszenia. Intensywność piku dyfrakcyjnego (0 0 0 2) jest w przybliżeniu 30 razy większa od piku dyfrakcyjnego (0 0 0 4), co wskazuje, że płaszczyzna kryształu NGF jest dobrze wyrównana z powierzchnią próbki.
Na podstawie wyników SEM, spektroskopii Ramana, XPS i XRD stwierdzono, że jakość BS-NGF/Ni jest taka sama jak FS-NGF/Ni, chociaż jego chropowatość rms jest nieco wyższa (rysunki SI2, SI5). i SI7).
SLG z polimerowymi warstwami nośnymi o grubości do 200 nm mogą unosić się na wodzie. Układ ten jest powszechnie stosowany w procesach mokrego przenoszenia środków chemicznych wspomaganych polimerami22,38. Grafen i grafit są hydrofobowe (kąt na mokro 80–90°) 57 . Doniesiono, że powierzchnie energii potencjalnej zarówno grafenu, jak i FLG są dość płaskie, z niską energią potencjalną (~1 kJ/mol) dla bocznego ruchu wody na powierzchni58. Jednakże obliczone energie interakcji wody z grafenem i trzema warstwami grafenu wynoszą odpowiednio około -13 i -15 kJ/mol58, co wskazuje, że oddziaływanie wody z NGF (około 300 warstw) jest mniejsze w porównaniu z grafenem. Może to być jeden z powodów, dla których wolnostojący NGF pozostaje płasko na powierzchni wody, podczas gdy wolnostojący grafen (unoszący się w wodzie) zwija się i rozpada. Kiedy NGF jest całkowicie zanurzony w wodzie (wyniki są takie same dla szorstkiego i płaskiego NGF), jego krawędzie wyginają się (Rysunek SI4). Oczekuje się, że w przypadku całkowitego zanurzenia energia interakcji NGF-woda zostanie prawie podwojona (w porównaniu do pływającego NGF) i że krawędzie NGF zwiną się, aby utrzymać wysoki kąt zwilżania (hydrofobowość). Wierzymy, że można opracować strategie zapobiegające zwijaniu się krawędzi osadzonych NGF. Jedno podejście polega na zastosowaniu mieszanych rozpuszczalników w celu modulowania reakcji zwilżania warstwy grafitu59.
Donoszono już wcześniej o przenoszeniu SLG na różne typy podłoży za pomocą mokrych procesów przenoszenia chemicznego. Powszechnie przyjmuje się, że pomiędzy warstwami grafenu/grafitu a podłożami występują słabe siły van der Waalsa (niezależnie od tego, czy są to podłoża sztywne, takie jak SiO2/Si38,41,46,60, SiC38, Au42, filary Si22 i koronkowe folie węglowe30, 34 czy podłoża elastyczne taki jak poliimid 37). Zakładamy tutaj, że dominują interakcje tego samego typu. Nie zaobserwowaliśmy żadnego uszkodzenia lub łuszczenia się NGF dla żadnego z przedstawionych tu podłoży podczas obróbki mechanicznej (podczas charakteryzacji w warunkach próżniowych i/lub atmosferycznych lub podczas przechowywania) (np. Figura 2, SI7 i SI9). Ponadto nie zaobserwowaliśmy piku SiC w widmie XPS C 1 s poziomu rdzenia próbki NGF/SiO2/Si (ryc. 4). Wyniki te wskazują, że nie ma wiązania chemicznego pomiędzy NGF a docelowym substratem.
W poprzedniej sekcji „Bezpolimerowy transfer FS- i BS-NGF” wykazaliśmy, że NGF może rosnąć i przenosić się po obu stronach folii niklowej. Te FS-NGF i BS-NGF nie są identyczne pod względem chropowatości powierzchni, co skłoniło nas do zbadania najbardziej odpowiednich zastosowań dla każdego typu.
Biorąc pod uwagę przezroczystość i gładszą powierzchnię FS-NGF, bardziej szczegółowo zbadaliśmy jego lokalną strukturę, właściwości optyczne i elektryczne. Strukturę i strukturę FS-NGF bez transferu polimeru scharakteryzowano za pomocą obrazowania z transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) i analizy wzoru wybranej dyfrakcji elektronów obszarowych (SAED). Odpowiednie wyniki przedstawiono na ryc. 5. Obrazowanie planarne TEM przy małym powiększeniu ujawniło obecność obszarów NGF i FLG o różnych charakterystykach kontrastu elektronowego, tj. odpowiednio obszarów ciemniejszych i jaśniejszych (ryc. 5a). Folia ogólnie wykazuje dobrą integralność mechaniczną i stabilność pomiędzy różnymi obszarami NGF i FLG, z dobrym nakładaniem się i brakiem uszkodzeń lub rozdarć, co zostało również potwierdzone w badaniach SEM (ryc. 3) i TEM przy dużym powiększeniu (ryc. 5c-e). W szczególności na ryc. 5d przedstawiono konstrukcję mostu w jej największej części (pozycja zaznaczona czarną przerywaną strzałką na ryc. 5d), która charakteryzuje się trójkątnym kształtem i składa się z warstwy grafenu o szerokości około 51 . Kompozycja o odstępach międzypłaszczyznowych 0,33 ± 0,01 nm jest dalej redukowane do kilku warstw grafenu w najwęższym obszarze (koniec ciągłej czarnej strzałki na ryc. 5 d).
Planarny obraz TEM próbki NiAG wolnej od polimeru na siatce z miedzi koronkowej: (a, b) Obrazy TEM o małym powiększeniu, w tym obszary NGF i FLG, (ce) Obrazy o dużym powiększeniu różnych obszarów w panelach a i panelach b są oznaczone strzałkami tego samego koloru. Zielone strzałki w panelach a i c wskazują okrągłe obszary uszkodzeń podczas wyrównywania belek. ( f – i ) W panelach od a do c wzory SAED w różnych regionach są oznaczone odpowiednio niebieskimi, cyjanowymi, pomarańczowymi i czerwonymi kółkami.
Struktura wstęgi na ryc. 5c pokazuje (zaznaczona czerwoną strzałką) pionową orientację płaszczyzn siatki grafitu, co może wynikać z tworzenia się nanofałd wzdłuż folii (wstawka na ryc. 5c) w wyniku nadmiernego nieskompensowanego naprężenia ścinającego30,61,62 . W TEM o wysokiej rozdzielczości te nanofałdy 30 wykazują inną orientację krystalograficzną niż reszta regionu NGF; podstawowe płaszczyzny siatki grafitowej są zorientowane prawie pionowo, a nie poziomo, jak reszta folii (wstawka na rysunku 5c). Podobnie obszar FLG czasami wykazuje liniowe i wąskie fałdy przypominające paski (zaznaczone niebieskimi strzałkami), które pojawiają się przy małym i średnim powiększeniu odpowiednio na rysunkach 5b i 5e. Wstawka na rysunku 5e potwierdza obecność dwu- i trójwarstwowych warstw grafenu w sektorze FLG (odległość międzypłaszczyznowa 0,33 ± 0,01 nm), co dobrze zgadza się z naszymi wcześniejszymi wynikami30. Dodatkowo zarejestrowane obrazy SEM wolnego od polimeru NGF przeniesionego na siatki miedziane z koronkowymi warstwami węgla (po wykonaniu pomiarów TEM w widoku z góry) pokazano na rysunku SI9. Dobrze zawieszony obszar FLG (zaznaczony niebieską strzałką) i uszkodzony obszar na rysunku SI9f. Niebieska strzałka (na krawędzi przeniesionego NGF) została celowo przedstawiona, aby wykazać, że region FLG może wytrzymać proces transferu bez polimeru. Podsumowując, obrazy te potwierdzają, że częściowo zawieszony NGF (w tym obszar FLG) zachowuje integralność mechaniczną nawet po rygorystycznym obchodzeniu się i wystawieniu na działanie wysokiej próżni podczas pomiarów TEM i SEM (rysunek SI9).
Ze względu na doskonałą płaskość NGF (patrz Figura 5a), orientacja płatków wzdłuż osi domeny [0001] w celu analizy struktury SAED nie jest trudna. W zależności od lokalnej grubości warstwy i jej położenia, do badań dyfrakcji elektronów zidentyfikowano kilka obszarów zainteresowania (12 punktów). Na rysunkach 5a – c pokazane są cztery z tych typowych obszarów i zaznaczone kolorowymi kółkami (oznaczone kolorem niebieskim, cyjanowym, pomarańczowym i czerwonym). Rysunki 2 i 3 dla trybu SAED. Ryciny 5f i g uzyskano z obszaru FLG pokazanego na rysunkach 5 i 5. Jak pokazano odpowiednio na rysunkach 5b i c. Mają sześciokątną strukturę przypominającą skręcony grafen63. W szczególności Figura 5f przedstawia trzy nałożone na siebie wzory o tej samej orientacji osi strefy [0001], obrócone o 10° i 20°, o czym świadczy niedopasowanie kątowe trzech par (10-10) odbić. Podobnie rysunek 5g przedstawia dwa nałożone na siebie sześciokątne wzory obrócone o 20°. Dwie lub trzy grupy wzorów sześciokątnych w obszarze FLG mogą powstać z trzech warstw grafenu znajdujących się w płaszczyźnie lub poza płaszczyzną 33 obróconych względem siebie. W przeciwieństwie do tego, wzory dyfrakcji elektronów na Figurze 5h,i (odpowiadające obszarowi NGF pokazanemu na Figurze 5a) pokazują pojedynczy wzór [0001] z ogólnie wyższą intensywnością dyfrakcji punktowej, odpowiadającą większej grubości materiału. Te modele SAED odpowiadają grubszej strukturze grafitowej i pośredniej orientacji niż FLG, jak wynika z indeksu 64. Charakterystyka właściwości krystalicznych NGF ujawniła współistnienie dwóch lub trzech nałożonych na siebie krystalitów grafitu (lub grafenu). To, co jest szczególnie godne uwagi w obszarze FLG, to fakt, że krystality wykazują pewien stopień dezorientacji w płaszczyźnie lub poza płaszczyzną. Wcześniej opisano cząstki/warstwy grafitu o kątach obrotu w płaszczyźnie wynoszących 17°, 22° i 25° dla NGF hodowanego na foliach Ni 64. Wartości kąta obrotu zaobserwowane w tym badaniu są zgodne z wcześniej zaobserwowanymi kątami obrotu (±1°) dla skręconego grafenu BLG63.
Właściwości elektryczne NGF/SiO2/Si mierzono w temperaturze 300 K na powierzchni 10×3 mm2. Wartości koncentracji nośników elektronów, ruchliwości i przewodności wynoszą odpowiednio 1,6 × 1020 cm-3, 220 cm2 V-1 C-1 i 2000 S-cm-1. Wartości ruchliwości i przewodności naszego NGF są podobne do grafitu naturalnego2 i wyższe niż dostępny na rynku wysoce zorientowany grafit pirolityczny (produkowany w temperaturze 3000 °C)29. Zaobserwowane wartości stężeń nośników elektronów są o dwa rzędy wielkości wyższe od ostatnio raportowanych (7,25 × 10 cm-3) dla folii grafitowych o grubości mikrona, przygotowanych przy użyciu wysokotemperaturowych (3200°C) arkuszy poliimidowych 20 .
Przeprowadziliśmy również pomiary przepuszczalności światła widzialnego w zakresie UV na FS-NGF przeniesionym na podłoża kwarcowe (ryc. 6). Otrzymane widmo wykazuje prawie stałą transmitancję wynoszącą 62% w zakresie 350–800 nm, co wskazuje, że NGF jest półprzezroczysty dla światła widzialnego. W rzeczywistości nazwę „KAUST” można zobaczyć na cyfrowej fotografii próbki na rycinie 6b. Chociaż struktura nanokrystaliczna NGF różni się od struktury SLG, liczbę warstw można w przybliżeniu oszacować, stosując regułę 2,3% utraty transmisji na dodatkową warstwę65. Zgodnie z tą zależnością liczba warstw grafenu przy 38% stracie transmisji wynosi 21. Wyhodowany NGF składa się głównie z 300 warstw grafenu, czyli o grubości około 100 nm (rys. 1, SI5 i SI7). Dlatego zakładamy, że obserwowana przezroczystość optyczna odpowiada obszarom FLG i MLG, ponieważ są one rozmieszczone w całej folii (ryc. 1, 3, 5 i 6c). Oprócz powyższych danych strukturalnych, przewodność i przezroczystość również potwierdzają wysoką jakość krystaliczną przeniesionego NGF.
(a) pomiar przepuszczalności światła widzialnego w zakresie UV, (b) typowy transfer NGF na kwarcu przy użyciu reprezentatywnej próbki. (c) Schemat NGF (ciemne pole) z równomiernie rozmieszczonymi obszarami FLG i MLG zaznaczonymi szarymi losowymi kształtami w całej próbce (patrz rysunek 1) (około 0,1–3% powierzchni na 100 μm2). Losowe kształty i ich rozmiary na schemacie służą wyłącznie celom ilustracyjnym i nie odpowiadają rzeczywistym obszarom.
Półprzezroczysty NGF hodowany metodą CVD został już wcześniej przeniesiony na gołe powierzchnie krzemowe i zastosowany w ogniwach słonecznych15,16. Wynikowa sprawność konwersji mocy (PCE) wynosi 1,5%. Te NGF pełnią wiele funkcji, takich jak warstwy związków aktywnych, ścieżki transportu ładunku i przezroczyste elektrody15,16. Jednakże warstwa grafitu nie jest jednolita. Konieczna jest dalsza optymalizacja poprzez dokładne kontrolowanie rezystancji arkusza i przepuszczalności optycznej elektrody grafitowej, ponieważ te dwie właściwości odgrywają ważną rolę w określaniu wartości PCE ogniwa słonecznego15,16. Zazwyczaj folie grafenowe są w 97,7% przezroczyste dla światła widzialnego, ale ich rezystancja powierzchniowa wynosi 200–3000 omów/m2.16. Opór powierzchniowy folii grafenowych można zmniejszyć poprzez zwiększenie liczby warstw (wielokrotne przeniesienie warstw grafenu) i domieszkowanie HNO3 (~30 Ohm/m2)66. Proces ten jest jednak długotrwały i różne warstwy transferowe nie zawsze utrzymują dobry kontakt. Nasza przednia strona NGF ma takie właściwości, jak przewodność 2000 S/cm, rezystancja arkusza folii 50 omów/m2. i 62% przezroczystości, co czyni go realną alternatywą dla kanałów przewodzących lub przeciwelektrod w ogniwach słonecznych15,16.
Chociaż struktura i chemia powierzchni BS-NGF są podobne do FS-NGF, jego szorstkość jest inna („Wzrost FS- i BS-NGF”). Wcześniej jako czujnik gazu używaliśmy ultracienkiego grafitu22. Dlatego przetestowaliśmy wykonalność wykorzystania BS-NGF do zadań związanych z wykrywaniem gazu (rysunek SI10). Najpierw fragmenty BS-NGF o wielkości mm2 przeniesiono na chip czujnika elektrody międzypalcowej (rysunek SI10a-c). Szczegóły produkcji chipa zostały już wcześniej zgłoszone; jego aktywny obszar czułości wynosi 9 mm267. Na obrazach SEM (rysunek SI10b i c) znajdująca się pod spodem złota elektroda jest wyraźnie widoczna przez NGF. Ponownie można zauważyć, że dla wszystkich próbek uzyskano równomierne pokrycie wiórów. Zarejestrowano pomiary różnych gazów z czujnika gazu (rys. SI10d) (rys. SI11), a uzyskane współczynniki odpowiedzi pokazano na ryc. SI10g. Prawdopodobnie z innymi gazami zakłócającymi, w tym SO2 (200 ppm), H2 (2%), CH4 (200 ppm), CO2 (2%), H2S (200 ppm) i NH3 (200 ppm). Jedną z możliwych przyczyn jest NO2. elektrofilowy charakter gazu22,68. Zaadsorbowany na powierzchni grafenu zmniejsza aktualną absorpcję elektronów przez układ. Porównanie danych dotyczących czasu reakcji czujnika BS-NGF z wcześniej opublikowanymi czujnikami przedstawiono w tabeli SI2. Mechanizm reaktywacji czujników NGF z wykorzystaniem plazmy UV, plazmy O3 lub obróbki termicznej (50–150°C) naświetlonych próbek jest w toku, po czym najlepiej byłoby wdrożyć systemy wbudowane69.
Podczas procesu CVD wzrost grafenu następuje po obu stronach podłoża katalizatora41. Jednakże grafen BS jest zwykle wyrzucany podczas procesu transferu41. W tym badaniu wykazaliśmy, że wysokiej jakości wzrost NGF i wolny od polimerów transfer NGF można osiągnąć po obu stronach nośnika katalizatora. BS-NGF jest cieńszy (~80 nm) niż FS-NGF (~100 nm), a różnicę tę tłumaczy się faktem, że BS-Ni nie jest bezpośrednio wystawiony na działanie przepływu gazu prekursorowego. Odkryliśmy również, że chropowatość podłoża NiAR wpływa na chropowatość NGF. Wyniki te wskazują, że wyhodowany planarny FS-NGF można wykorzystać jako materiał prekursorowy dla grafenu (metodą eksfoliacji70) lub jako kanał przewodzący w ogniwach słonecznych15,16. Natomiast BS-NGF będzie używany do wykrywania gazu (rys. SI9) i prawdopodobnie w systemach magazynowania energii71,72, gdzie chropowatość jego powierzchni będzie przydatna.
Biorąc pod uwagę powyższe, celowe jest połączenie dotychczasowej pracy z opublikowanymi wcześniej foliami grafitowymi hodowanymi metodą CVD i przy użyciu folii niklowej. Jak widać w tabeli 2, zastosowane przez nas wyższe ciśnienia skracały czas reakcji (etap wzrostu) nawet w stosunkowo niskich temperaturach (w zakresie 850–1300°C). Osiągnęliśmy także większy niż zwykle wzrost, co wskazuje na potencjał ekspansji. Należy wziąć pod uwagę inne czynniki, niektóre z nich uwzględniliśmy w tabeli.
Dwustronny wysokiej jakości NGF hodowano na folii niklowej metodą katalitycznej CVD. Eliminując tradycyjne podłoża polimerowe (takie jak te stosowane w grafenie CVD), uzyskujemy czysty i pozbawiony defektów transfer na mokro NGF (wyhodowanego na tylnej i przedniej stronie folii niklowej) na różne podłoża krytyczne dla procesu. Warto zauważyć, że NGF obejmuje obszary FLG i MLG (typowo 0,1% do 3% na 100 µm2), które są strukturalnie dobrze zintegrowane z grubszą folią. Planarna TEM pokazuje, że obszary te składają się ze stosów dwóch do trzech cząstek grafitu/grafenu (odpowiednio kryształów lub warstw), z których niektóre mają niedopasowanie rotacyjne wynoszące 10–20 °. Regiony FLG i MLG są odpowiedzialne za przezroczystość FS-NGF dla światła widzialnego. Jeśli chodzi o arkusze tylne, można je prowadzić równolegle do arkuszy przednich i, jak pokazano, mogą pełnić funkcję funkcjonalną (na przykład do wykrywania gazu). Badania te są bardzo przydatne w zmniejszaniu ilości odpadów i kosztów w procesach CVD na skalę przemysłową.
Ogólnie rzecz biorąc, średnia grubość CVD NGF mieści się pomiędzy grafenem (nisko- i wielowarstwowym) a arkuszami grafitu przemysłowego (mikrometrowego). Zakres ich interesujących właściwości w połączeniu z prostą metodą opracowaną przez nas do ich produkcji i transportu sprawia, że folie te szczególnie nadają się do zastosowań wymagających reakcji funkcjonalnej grafitu, bez konieczności ponoszenia kosztów obecnie stosowanych energochłonnych przemysłowych procesów produkcyjnych.
Folię niklową o grubości 25 μm (czystość 99,5%, Goodfellow) zainstalowano w dostępnym na rynku reaktorze CVD (4-calowy BMPro Aixtron). Układ przepłukano argonem i podciśnieno do ciśnienia podstawowego 10-3 mbar. Następnie nałożono folię niklową. w Ar/H2 (Po wstępnym wyżarzaniu folii Ni przez 5 minut, folię poddano działaniu ciśnienia 500 mbar w temperaturze 900°C. NGF osadzano w strumieniu CH4/H2 (100 cm3 każdy) przez 5 minut. Próbkę następnie ochłodzono do temperatury poniżej 700°C przy użyciu przepływu Ar (4000 cm3) przy 40°C/min. Szczegóły dotyczące optymalizacji procesu wzrostu NGF opisano w innym miejscu30.
Morfologię powierzchni próbki wizualizowano metodą SEM przy użyciu mikroskopu Zeiss Merlin (1 kV, 50 pA). Chropowatość powierzchni próbki i grubość NGF mierzono za pomocą AFM (Dimension Icon SPM, Bruker). Pomiary TEM i SAED przeprowadzono przy użyciu mikroskopu FEI Titan 80–300 Cubed wyposażonego w działo emisyjne pola o wysokiej jasności (300 kV), monochromator FEI typu Wien i korektor aberracji sferycznej z soczewką CEOS w celu uzyskania ostatecznych wyników. rozdzielczość przestrzenna 0,09 nm. Próbki NGF przeniesiono na siatki miedziane pokryte koronką węglową w celu uzyskania płaskiego obrazowania TEM i analizy struktury SAED. Zatem większość kłaczków próbki zawieszona jest w porach membrany nośnej. Przeniesione próbki NGF analizowano metodą XRD. Wzory dyfrakcji rentgenowskiej uzyskano za pomocą dyfraktometru proszkowego (Brucker, przesuwnik fazowy D2 ze źródłem Cu Kα, 1,5418 Å i detektor LYNXEYE), stosując źródło promieniowania Cu o średnicy plamki wiązki wynoszącej 3 mm.
Zarejestrowano kilka pomiarów punktów Ramana przy użyciu integrującego mikroskopu konfokalnego (Alpha 300 RA, WITeC). Aby uniknąć efektów indukowanych termicznie, zastosowano laser o długości fali 532 nm i niskiej mocy wzbudzenia (25%). Rentgenowską spektroskopię fotoelektronów (XPS) wykonano na spektrometrze Kratos Axis Ultra na powierzchni próbki 300 × 700 μm2 przy użyciu monochromatycznego promieniowania Al Kα (hν = 1486,6 eV) o mocy 150 W. Widma rozdzielczości uzyskano przy energie transmisji odpowiednio 160 eV i 20 eV. Próbki NGF przeniesione na SiO2 pocięto na kawałki (3 x 10 mm2 każdy) za pomocą lasera iterbowego PLS6MW (1,06 μm) o mocy 30 W. Styki z drutu miedzianego (grubość 50 μm) wykonano przy użyciu pasty srebrnej pod mikroskopem optycznym. Na tych próbkach przeprowadzono eksperymenty transportu elektrycznego i efektu Halla przy temperaturze 300 K i zmienności pola magnetycznego ± 9 Tesli w systemie pomiaru właściwości fizycznych (PPMS EverCool-II, Quantum Design, USA). Przepuszczane widma UV–vis rejestrowano za pomocą spektrofotometru UV–vis Lambda 950 w zakresie 350–800 nm NGF przeniesionego na podłoża kwarcowe i kwarcowe próbki referencyjne.
Czujnik rezystancji chemicznej (chip elektrody międzypalcowej) podłączono do niestandardowej płytki drukowanej 73 i rezystancję mierzono przejściowo. Płytka drukowana, na której znajduje się urządzenie, jest podłączona do zacisków stykowych i umieszczona wewnątrz komory wykrywania gazu 74. Pomiary rezystancji wykonano przy napięciu 1 V, skanując w sposób ciągły od przedmuchu do wystawienia na działanie gazu, a następnie ponownie przedmuchu. Komorę początkowo oczyszczono poprzez przedmuchanie azotem o 200 cm3 przez 1 godzinę, aby zapewnić usunięcie wszystkich innych analitów obecnych w komorze, w tym wilgoci. Następnie poszczególne anality powoli uwalniano do komory przy tym samym natężeniu przepływu 200 cm3, zamykając cylinder N2.
Opublikowano poprawioną wersję tego artykułu, do której można uzyskać dostęp, klikając łącze na górze artykułu.
Inagaki, M. i Kang, F. Nauka i inżynieria materiałów węglowych: podstawy. Wydanie drugie edytowane. 2014. 542.
Pearson, HO Podręcznik węgla, grafitu, diamentu i fulerenów: właściwości, przetwarzanie i zastosowania. Pierwsze wydanie zostało zredagowane. 1994, New Jersey.
Tsai, W. i in. Wielowarstwowe folie grafenowo-grafitowe o dużej powierzchni jako przezroczyste cienkie elektrody przewodzące. aplikacja. fizyka. Wrighta. 95(12), 123115(2009).
Balandin AA Właściwości termiczne grafenu i nanostrukturalnych materiałów węglowych. Nat. Matt. 10(8), 569–581 (2011).
Cheng KY, Brown PW i Cahill DG Przewodność cieplna folii grafitowych hodowanych na Ni (111) metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej w niskiej temperaturze. przysłówek. Matt. Interfejs 3, 16 (2016).
Hesjedal, T. Ciągły wzrost folii grafenowych metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej. aplikacja. fizyka. Wrighta. 98(13), 133106(2011).
Czas publikacji: 23 sierpnia 2024 r