В эффективном методе, разработанном группой исследователей, используется металлосодержащий компонент, ацетат меди, для непрерывной доставки кластеров меди в газообразной форме для поддержки роста графена без переноса на изоляторах размером с пластину.

Исследование возглавляли профессор Чжунфань Лю (Центр нанохимии, Колледж химии и молекулярной инженерии, Пекинский университет), профессор Ванлин Го (Государственная ключевая лаборатория механики и управления механическими конструкциями, Институт нанонауки, Нанкинский университет. аэронавтики и астронавтики) и профессора Цзиню Сун (Колледж энергетики, Сучжоуский институт инноваций в области энергетики и материалов, Сучжоуский университет)

Выращенные графеновые пленки свободно демонстрировали пониженную многослойную плотность, улучшенные электрические характеристики и прогрессивное значение подвижности носителей. Кроме того, гидроэлектрические генераторы на основе капель, установленные на непосредственно выращенном графене, как утверждается, демонстрируют высокое выходное напряжение и расширенную циклическую стабильность, что указывает на их потенциал для будущих приложений сбора энергии.

Прямой синтез графена высшего качества на диэлектрических подложках без процедуры переноса имеет жизненно важное значение для целого ряда приложений. Но непосредственно выращенные графеновые пленки склонны страдать от низкого качества кристаллов, многочисленных структурных дефектов и одновременного образования многослойных слоев, что может привести к плохим оптическим / электрическим свойствам, что затрудняет применение в высокотехнологичных приложениях.

Недавние стратегии по улучшению выращивания высококачественного графена, такие как удаленная металлическая катализа, в противном случае ограничены плохой производительностью, связанной с высвобождением металлических катализаторов, и, таким образом, страдают от проблемы металлических отходов.

Здесь они описали эффективный метод, в котором используется металлсодержащий компонент, ацетат меди, для непрерывной доставки кластеров меди в газообразной форме для поддержки роста графена без переноса в масштабе пластины. Cu (OAc) ₂ подвергался улетучиванию с использованием отдельной системы нагрева, чтобы обеспечить подачу кластеров Cu.

Полученные кластеры Cu способствуют эффективному разложению предшественника CH ₄ за счет уменьшения его энергии активации, как показали расчеты по теории функционала плотности. Графеновые пленки показали подвижность носителей 8500 см ² V ^-1 с ^-1 .

В качестве доказательства концепции команда продемонстрировала создание устройства гидрогенератора с использованием выращенного таким образом графена. Созданный генератор продемонстрировал превосходное выходное напряжение и циклическую стабильность по сравнению с его эквивалентами на основе графена, использующими перенос, что обещает многообещающее применение в реальных приложениях.

Исследование, проиллюстрированное здесь, обеспечивает благоприятное решение для организации металлического каталитического ускорителя для синтеза графена высшего качества без переноса и облегчения интеллектуального производства энергии.

Ссылка на журнал:

Shan, J., и др. . (2021) Рост высококачественного графена для гидрогенераторов без переноса с помощью ацетата меди National Science Review . doi.org/10.1093/nsr/nwab169.

Источник: http://scichina.org