基础科学研究所 图1
铜/镍(111)箔的制备及表征
(1)制备铜/镍(111)箔的示意图显示在铜(111)箔的两面电镀镍膜，随后在1050℃的化学气相沉积室中加热5-7小时以获得铜/镍(111)箔
通过控制镍(Ni)的浓度，IBS研究人员可以获得具有所需堆叠顺序和大面积的双层和三层石墨烯
一张铜/镍(111)合金箔的照片(3厘米× 5厘米大小)
从整个样品的不同区域拍摄的x光照片(3厘米× 5厘米)
电子背散射衍射图表明制备的铜箔的均匀(111)取向
学分:基础科学研究所 基础科学研究所多维碳材料中心(CMCM)的研究人员在《自然纳米技术》中报道了单晶铜镍合金箔衬底的制造和使用，用于大面积单晶双层和三层石墨烯薄膜的生长
具有精确控制层数和堆叠顺序的大面积石墨烯薄膜的生长可以在电子学和光子学中开辟新的可能性，但是仍然是一个挑战
这项研究展示了第一个合成大于一厘米的双层和三层石墨烯片的例子，其中各层以特定的方式堆积，即AB-和ABA-堆积
罗德尼解释说:“这项工作为石墨烯器件的制造提供了材料，这些器件具有尚未实现的新功能，可能会提供新的光子晶体、光电和其他特性。”
鲁夫，中国医学科学院院长，蔚山国家科学技术研究所杰出教授，本研究的主要作者
合著者和成均馆大学的柳元忠教授指出，“这为研究双层和三层石墨烯的新型电输运性质铺平了道路
" 例如，同一个IBS研究小组及其合作者最近在《自然纳米技术》上发表了另一篇论文，该论文展示了生长在铜/镍(111)合金箔(铜/镍(111)箔)上的AB堆叠双层石墨薄膜转化为钻石状薄片(称为金刚烷)
合著者:帕维尔五世
Bakharev指出:“不到一年前，我们通过氟化正好在这篇新论文中描述的AB堆叠双层石墨烯薄膜，生产了氟化金刚石单层，F-diamane
现在，生产更大尺寸的双层石墨烯的可能性带来了新的兴奋，并显示了这一领域的发展有多快
" 图2
石墨烯层厚度的测量
转移到二氧化硅/硅衬底上的单层、AB叠层双层和ABA叠层三层石墨烯的拉曼光谱
没有D峰(在1350厘米-1)证明了这些石墨烯片的高质量
单层、AB堆叠双层和ABA堆叠三层石墨烯薄膜的2D峰的洛伦兹拟合
双层岛、连续双层膜和三层石墨烯膜的光学图像和拉曼图
地图的一致性表明双层岛是AB堆叠的单晶
单层区域是绿色的，多层区域是红色的
增加生长时间将双层岛(c，d，e)转变成几乎连续的双层石墨烯薄膜(f，g，h)
学分:基础科学研究所 正确选择衬底对于石墨烯的正确生长至关重要
仅由铜制成的箔限制了双层石墨烯的生长，并且有利于均匀的单层生长
在镍膜上获得多层石墨烯片是可能的，但是这些石墨烯片是不均匀的，并且倾向于具有不同厚度的小“片”
最后，含有镍和铜的市售箔片并不理想
因此，IBS的研究人员根据该小组2018年在《科学》杂志上报道的技术，制备了具有所需特征的“自制”单晶铜/镍(111)箔
镍膜被电镀到铜(111)箔上，使得镍和铜在加热时相互扩散，并产生新的单晶箔，该单晶箔以可调的比率包含两种元素
鲁夫提出了这种方法，并监督了黄明对镍的最佳浓度的评估，以获得具有所需层数的均匀石墨烯片
IBS研究人员通过化学气相沉积在铜/镍(111)箔上生长双层和三层石墨烯片
黄实现了几平方厘米的AB堆叠双层石墨烯薄膜，覆盖了95%的衬底面积，以及超过60%的面积覆盖率的ABA堆叠三层石墨烯
这是第一次在大面积上生长出高覆盖率的ABA堆叠三层石墨烯，也是目前AB堆叠双层石墨烯质量最好的一次
除了广泛的光谱和微观特征，研究人员还测量了新合成石墨烯的电输运(载流子迁移率和带隙可调性)和热导率
厘米级的双层石墨烯薄膜显示出良好的导热性，高达约2300瓦/毫克(与剥离的双层石墨烯片相当)，以及机械性能(杨氏模量为478吉帕斯卡的刚度，和3
断裂强度为31吉帕斯卡)
研究小组随后研究了生长堆积机制，发现它遵循所谓的“倒置婚礼蛋糕”顺序，底层位于顶层之后
“我们用三种独立的方法展示了双层石墨烯的第二层，以及三层薄片的第二层和第三层生长在连续的顶层之下
这些方法可以进一步用于研究其他二维薄膜材料的结构和堆叠顺序
鲁夫指出，这些用于合成和测试大规模超薄薄膜的技术可以激发全世界对进一步试验单晶铜/镍合金箔的兴趣，甚至探索其他单晶合金箔的制造和使用
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