一步法生長圖案化石墨烯

最新 03-28

無需轉移，一步到位

前菜/Appetizer

化學氣相沉積法（CVD）已被廣泛用於製備高質量和大面積的石墨烯。然而，生長於催化劑表面的石墨烯必須轉移到目標基底後，才能進行分析和應用，如此不可避免地會產生缺陷、降低性能。為了避免轉移的影響，Cu蒸汽的引入實現了在SiO2/Si表面直接生長石墨烯，但石墨烯必須藉助後續刻蝕來圖案化，限制了其在電子器件方面的應用。也有研究者提出等離子增強的CVD法可獲得圖案化石墨烯，然而產物的質量並不理想。因此，需要一種新的方法來實現在目標基底上直接生長圖案化的石墨烯。

主菜/Main Course

韓國浦項科技大學的Kilwon Cho教授課題組提出一種一步法，使石墨烯兼具高質量和圖案化的優勢。首先，他們在目標基底上旋塗固態碳源1,2,3,4-四苯基萘（TPN），蓋上掩膜版後，用UV/O3預處理。然後在生長過程中藉助銅蒸汽，直接將TPN轉化為圖案化的石墨烯，並且石墨烯的層數可以通過碳源膜的厚度來調控。實現圖案化的關鍵在於預處理步驟，未被掩膜版遮蓋的TPN由於UV/O3的照射而相互交聯，並與基底產生界面相互作用，從而防止碳源在CVD過程中全部脫離基底而升華。這種方法不會有任何有機污染物，並且與直接轉移的石墨烯相比，該法的產物顯示出優異的機械和化學穩定性。此外，作者利用一步法製備了圖案化石墨烯電極，用於全碳的透明有機場效應晶體管（OFET），發現其具有優良的電特性和低接觸電阻。

餐後甜點/Desser

UV/O3聯合Cu蒸汽，換個角度看世界

該項工作著眼於碳源與基底的相互作用，利用一種無損後續生長的預處理方法，實現了在絕緣基底上直接生長圖案化的石墨烯，令人驚喜的是，這種方法並沒有影響石墨烯的品質，為基於石墨烯的納米/有機電子器件應用提供了新思路。由此成功發表在Adv. Mater.上。

DOI: 10.1002/adma.201706569

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