ຂໍຂອບໃຈທ່ານສໍາລັບການຢ້ຽມຢາມ Nature.com. ເວີຊັນຂອງຕົວທ່ອງເວັບທີ່ທ່ານກໍາລັງໃຊ້ມີການສະຫນັບສະຫນູນ CSS ຈໍາກັດ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ບຣາວເຊີເວີຊັ່ນໃໝ່ກວ່າ (ຫຼືປິດການນຳໃຊ້ໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ໃນເວລານີ້, ເພື່ອຮັບປະກັນການສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາກໍາລັງສະແດງເວັບໄຊທ໌ໂດຍບໍ່ມີຮູບແບບຫຼື JavaScript.
Nanoscale graphite films (NGFs) ແມ່ນ nanomaterials ທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສາມາດຜະລິດໄດ້ໂດຍການລະລາຍ vapor ສານເຄມີ catalytic, ແຕ່ຄໍາຖາມຍັງຄົງກ່ຽວກັບຄວາມງ່າຍຂອງການໂອນຂອງເຂົາເຈົ້າແລະວິທີການ morphology ພື້ນຜິວຜົນກະທົບຕໍ່ການນໍາໃຊ້ຂອງເຂົາເຈົ້າໃນອຸປະກອນການຜະລິດຕໍ່ໄປ. ໃນທີ່ນີ້ພວກເຮົາລາຍງານການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ NGF ໃນທັງສອງດ້ານຂອງ foil nickel polycrystalline (ພື້ນທີ່ 55 cm2, ຄວາມຫນາປະມານ 100 nm) ແລະການຍົກຍ້າຍທີ່ບໍ່ມີໂພລີເມີຂອງມັນ (ດ້ານຫນ້າແລະດ້ານຫລັງ, ພື້ນທີ່ສູງເຖິງ 6 cm2). ເນື່ອງຈາກ morphology ຂອງ foil catalyst, ທັງສອງຮູບເງົາຄາບອນແຕກຕ່າງກັນໃນຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງເຂົາເຈົ້າແລະລັກສະນະອື່ນໆ (ເຊັ່ນ: roughness ດ້ານ). ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ NGFs ທີ່ມີດ້ານຫລັງທີ່ຫຍາບກວ່າແມ່ນເຫມາະສົມດີສໍາລັບການກວດພົບ NO2, ໃນຂະນະທີ່ NGFs ທີ່ລຽບກວ່າແລະມີການເຄື່ອນໄຫວຫຼາຍຢູ່ດ້ານຫນ້າ (2000 S / cm, ຄວາມຕ້ານທານຂອງແຜ່ນ - 50 ohms / m2) ສາມາດເປັນຕົວນໍາທີ່ສາມາດໃຊ້ໄດ້. ຊ່ອງທາງຫຼື electrode ຂອງຈຸລັງແສງຕາເວັນ (ນັບຕັ້ງແຕ່ມັນສົ່ງ 62% ຂອງແສງຕາເວັນ). ໂດຍລວມແລ້ວ, ຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວແລະການຂົນສົ່ງທີ່ອະທິບາຍໄວ້ອາດຈະຊ່ວຍໃຫ້ຮັບຮູ້ NGF ເປັນວັດສະດຸຄາບອນທາງເລືອກສໍາລັບການນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ຮູບເງົາ graphene ແລະ graphite ຫນາ micron ບໍ່ເຫມາະສົມ.
Graphite ແມ່ນອຸປະກອນອຸດສາຫະກໍາທີ່ໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ໂດຍສະເພາະແມ່ນ, graphite ມີຄຸນສົມບັດຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງມະຫາຊົນຂ້ອນຂ້າງຕ່ໍາແລະຄວາມທົນທານຄວາມຮ້ອນໃນຍົນສູງ, ແລະມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍໃນສະພາບແວດລ້ອມຄວາມຮ້ອນແລະສານເຄມີທີ່ຮຸນແຮງ1,2. Flake graphite ເປັນອຸປະກອນການເລີ່ມຕົ້ນທີ່ມີຊື່ສຽງສໍາລັບການຄົ້ນຄວ້າ graphene3. ເມື່ອປຸງແຕ່ງເປັນຮູບເງົາບາງໆ, ມັນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນຫຼາຍໆດ້ານ, ລວມທັງເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກເຊັ່ນ: ໂທລະສັບສະຫຼາດ 4,5,6,7, ເປັນອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ໃນ sensors8,9,10 ແລະສໍາລັບການແຊກແຊງໄຟຟ້າ 11. 12 ແລະຮູບເງົາສໍາລັບ lithography ໃນ ultraviolet13,14 ທີ່ສຸດ, ດໍາເນີນການຊ່ອງທາງໃນຈຸລັງແສງຕາເວັນ15,16. ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຫຼົ່ານີ້ທັງຫມົດ, ມັນຈະເປັນປະໂຫຍດທີ່ສໍາຄັນຖ້າຫາກວ່າພື້ນທີ່ຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງຮູບເງົາ graphite (NGFs) ທີ່ມີຄວາມຫນາຄວບຄຸມໃນ nanoscale <100 nm ສາມາດຜະລິດແລະການຂົນສົ່ງໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ.
ຮູບເງົາ Graphite ແມ່ນຜະລິດໂດຍວິທີການຕ່າງໆ. ໃນກໍລະນີຫນຶ່ງ, ການຝັງຕົວແລະການຂະຫຍາຍທີ່ຕິດຕາມດ້ວຍ exfoliation ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຜະລິດ graphene flakes10,11,17. flakes ຕ້ອງໄດ້ຮັບການປຸງແຕ່ງເພີ່ມເຕີມເຂົ້າໄປໃນຮູບເງົາທີ່ມີຄວາມຫນາທີ່ຕ້ອງການ, ແລະມັນມັກຈະໃຊ້ເວລາຫຼາຍມື້ເພື່ອຜະລິດແຜ່ນ graphite ຫນາແຫນ້ນ. ວິທີການອື່ນແມ່ນເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍ graphitable ຄາຣະວາທີ່ແຂງ. ໃນອຸດສາຫະກໍາ, ແຜ່ນໂພລີເມີແມ່ນເປັນກາກບອນ (ຢູ່ທີ່ 1000-1500 ° C) ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຮັດເປັນກາຟິກ (ຢູ່ທີ່ 2800-3200 ° C) ເພື່ອສ້າງເປັນວັດສະດຸຊັ້ນທີ່ມີໂຄງສ້າງທີ່ດີ. ເຖິງແມ່ນວ່າຄຸນນະພາບຂອງຮູບເງົາເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສູງ, ການບໍລິໂພກພະລັງງານແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນ 1,18,19 ແລະຄວາມຫນາຕໍາ່ສຸດທີ່ຈໍາກັດຈໍານວນຫນ້ອຍ microns1,18,19,20.
Catalytic vapor deposition (CVD) ເປັນວິທີການທີ່ມີຊື່ສຽງໃນການຜະລິດ graphene ແລະ ultrathin graphite films (<10 nm) ທີ່ມີຄຸນນະພາບໂຄງສ້າງສູງແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ21,22,23,24,25,26,27. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເມື່ອປຽບທຽບກັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ graphene ແລະ ultrathin graphite films28, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງພື້ນທີ່ຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະ / ຫຼືການນໍາໃຊ້ NGF ໂດຍໃຊ້ CVD ແມ່ນມີຫນ້ອຍກວ່າ 11,13,29,30,31,32,33.
ໜັງ graphene ແລະ graphite ທີ່ປູກ CVD ມັກຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການໂອນໃສ່ substrates ທີ່ເປັນປະໂຫຍດ34. ການໂອນຮູບເງົາບາງໆເຫຼົ່ານີ້ປະກອບດ້ວຍສອງວິທີການຕົ້ນຕໍ35: (1) ການຖ່າຍທອດທີ່ບໍ່ແມ່ນ etch36,37 ແລະ (2) ການໂອນສານເຄມີປຽກທີ່ອີງໃສ່ etch (ສະຫນັບສະຫນູນ substrate) 14,34,38. ແຕ່ລະວິທີການມີບາງຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍແລະຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄັດເລືອກຂຶ້ນກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕັ້ງໃຈ, ດັ່ງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍຢູ່ບ່ອນອື່ນໆ35,39. ສໍາລັບຮູບເງົາ graphene / graphite ທີ່ປູກຢູ່ໃນ substrates catalytic, ໂອນຜ່ານຂະບວນການເຄມີຊຸ່ມ (ຊຶ່ງໃນນັ້ນ polymethyl methacrylate (PMMA) ເປັນຊັ້ນສະຫນັບສະຫນູນການນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປທີ່ສຸດ) ຍັງຄົງເປັນທາງເລືອກທໍາອິດ13,30,34,38,40,41,42. ທ່ານ et al. ມັນໄດ້ຖືກກ່າວເຖິງວ່າບໍ່ມີໂພລີເມີຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການໂອນ NGF (ຂະຫນາດຕົວຢ່າງປະມານ 4 cm2) 25,43, ແຕ່ບໍ່ມີລາຍລະອຽດໃດໆກ່ຽວກັບຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຕົວຢ່າງແລະ / ຫຼືການຈັດການໃນລະຫວ່າງການໂອນ; ຂະບວນການເຄມີປຽກໂດຍນໍາໃຊ້ໂພລີເມີປະກອບດ້ວຍຫຼາຍຂັ້ນຕອນ, ລວມທັງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແລະການໂຍກຍ້າຍຕໍ່ມາຂອງຊັ້ນໂພລີເມີທີ່ເສຍສະລະ30,38,40,41,42. ຂະບວນການນີ້ມີຂໍ້ເສຍ: ຕົວຢ່າງ, ເສດເຫຼືອໂພລີເມີສາມາດປ່ຽນຄຸນສົມບັດຂອງ film38 ທີ່ປູກໄດ້. ການປຸງແຕ່ງເພີ່ມເຕີມສາມາດເອົາໂພລີເມີທີ່ເຫຼືອ, ແຕ່ຂັ້ນຕອນເພີ່ມເຕີມເຫຼົ່ານີ້ເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະເວລາຂອງການຜະລິດຮູບເງົາ38,40. ໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງ CVD, ຊັ້ນຂອງ graphene ໄດ້ຖືກຝາກໄວ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຢູ່ດ້ານຫນ້າຂອງ foil catalyst (ດ້ານທີ່ປະເຊີນກັບກະແສອາຍ), ແຕ່ຍັງຢູ່ດ້ານຫລັງຂອງມັນ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ສຸດທ້າຍແມ່ນຖືວ່າເປັນຜະລິດຕະພັນຂີ້ເຫຍື້ອແລະສາມາດເອົາອອກໄດ້ໄວໂດຍ plasma38,41 ອ່ອນ. ການລີໄຊເຄີນຮູບເງົານີ້ສາມາດຊ່ວຍໃຫ້ຜົນຜະລິດໄດ້ສູງສຸດ, ເຖິງແມ່ນວ່າມັນມີຄຸນນະພາບຕ່ໍາກວ່າຟິມກາກບອນໃບຫນ້າ.
ນີ້, ພວກເຮົາລາຍງານການກະກຽມການຂະຫຍາຍຕົວ bifacial ຂະຫນາດ wafer ຂອງ NGF ທີ່ມີຄຸນນະພາບໂຄງສ້າງສູງໃນ polycrystalline nickel foil ໂດຍ CVD. ມັນໄດ້ຖືກປະເມີນວ່າຄວາມຫຍາບຂອງດ້ານຫນ້າແລະດ້ານຫລັງຂອງ foil ມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ morphology ແລະໂຄງສ້າງຂອງ NGF. ພວກເຮົາຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນການຖ່າຍທອດໂພລີເມີທີ່ບໍ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມຂອງ NGF ຈາກທັງສອງດ້ານຂອງແຜ່ນ nickel ໃສ່ substrates multifunctional ແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຮູບເງົາດ້ານຫນ້າແລະດ້ານຫລັງແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຕ່າງໆ.
ພາກສ່ວນຕໍ່ໄປນີ້ປຶກສາຫາລືຄວາມຫນາຮູບເງົາ graphite ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂຶ້ນກັບຈໍານວນຂອງຊັ້ນ graphene stacked: (i) graphene ຊັ້ນດຽວ (SLG, 1 ຊັ້ນ), (ii) ສອງສາມຊັ້ນ graphene (FLG, < 10 ຊັ້ນ), (iii) multilayer graphene ( MLG, 10-30 ຊັ້ນ) ແລະ (iv) NGF (~300 ຊັ້ນ). ອັນສຸດທ້າຍແມ່ນຄວາມໜາທົ່ວໄປທີ່ສຸດສະແດງອອກເປັນເປີເຊັນຂອງພື້ນທີ່ (ປະມານ 97% ພື້ນທີ່ຕໍ່ 100 µm2)30. ນັ້ນແມ່ນເຫດຜົນທີ່ວ່າຮູບເງົາທັງຫມົດຖືກເອີ້ນວ່າ NGF.
ຟອຍ nickel polycrystalline ທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການສັງເຄາະຂອງຮູບເງົາ graphene ແລະ graphite ມີໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນເປັນຜົນມາຈາກການຜະລິດຂອງເຂົາເຈົ້າແລະການປຸງແຕ່ງຕໍ່ມາ. ພວກເຮົາບໍ່ດົນມານີ້ໄດ້ລາຍງານການສຶກສາເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຂະບວນການເຕີບໂຕຂອງ NGF30. ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຕົວກໍານົດການຂະບວນການເຊັ່ນເວລາການຫມູນວຽນແລະຄວາມກົດດັນຂອງສະພາການໃນໄລຍະການຂະຫຍາຍຕົວມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການໄດ້ຮັບ NGFs ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນ. ທີ່ນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ສືບສວນຕື່ມອີກການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ NGF ໃນດ້ານຫນ້າ polished (FS) ແລະດ້ານຫລັງ unpolished (BS) ຂອງ nickel foil (ຮູບ 1a). 3 ປະເພດຂອງຕົວຢ່າງ FS ແລະ BS ໄດ້ຖືກກວດສອບ, ລະບຸໄວ້ໃນຕາຕະລາງ 1. ພາຍຫຼັງການກວດກາດ້ວຍສາຍຕາ, ການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ເປັນເອກະພາບຂອງ NGF ທັງສອງດ້ານຂອງແຜ່ນ nickel (NiAG) ສາມາດເຫັນໄດ້ໂດຍການປ່ຽນສີຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນ Ni ສ່ວນໃຫຍ່ຈາກເງິນໂລຫະທີ່ມີລັກສະນະ. ສີຂີ້ເຖົ່າເປັນສີສີຂີ້ເຖົ່າ matte (ຮູບ 1a); ການວັດແທກກ້ອງຈຸລະທັດໄດ້ຖືກຢືນຢັນ (ຮູບ 1b, c). A spectrum Raman ປົກກະຕິຂອງ FS-NGF ສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນພາກພື້ນທີ່ສົດໃສແລະຊີ້ບອກດ້ວຍລູກສອນສີແດງ, ສີຟ້າແລະສີສົ້ມໃນຮູບ 1b ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 1c. ລັກສະນະ Raman ສູງສຸດຂອງ graphite G (1683 cm−1) ແລະ 2D (2696 cm−1) ຢືນຢັນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ crystalline NGF ສູງ (ຮູບ 1c, ຕາຕະລາງ SI1). ຕະຫຼອດຮູບເງົາ, ປະກົດການເດັ່ນຂອງ Raman spectra ທີ່ມີອັດຕາສ່ວນຄວາມເຂັ້ມ (I2D/IG) ~0.3, ໃນຂະນະທີ່ Raman spectra ກັບ I2D/IG = 0.8 ບໍ່ຄ່ອຍສັງເກດເຫັນ. ການຂາດຄວາມບົກພ່ອງຂອງຈຸດສູງສຸດ (D = 1350 cm-1) ໃນຮູບເງົາທັງຫມົດຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງຄຸນນະພາບສູງຂອງການເຕີບໂຕຂອງ NGF. ຜົນໄດ້ຮັບ Raman ທີ່ຄ້າຍຄືກັນແມ່ນໄດ້ຮັບໃນຕົວຢ່າງ BS-NGF (ຮູບ SI1 a ແລະ b, ຕາຕະລາງ SI1).
ການປຽບທຽບ NiAG FS- ແລະ BS-NGF: (a) ຮູບພາບຂອງຕົວຢ່າງ NGF ປົກກະຕິ (NiAG) ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ NGF ໃນລະດັບ wafer (55 cm2) ແລະຜົນໄດ້ຮັບຕົວຢ່າງ foil BS- ແລະ FS-Ni, (b) FS-NGF ຮູບພາບ/ Ni ທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍກ້ອງຈຸລະທັດທາງແສງ, (c) ປົກກະຕິ Raman spectra ບັນທຶກຢູ່ຕໍາແໜ່ງທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນແຜງ b, (d, f) ຮູບພາບ SEM ທີ່ມີກຳລັງຂະຫຍາຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢູ່ FS-NGF/Ni, (e, g) ຮູບພາບ SEM ທີ່ມີກຳລັງຂະຫຍາຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຕັ້ງຄ່າ BS -NGF/Ni. ລູກສອນສີຟ້າຊີ້ໃຫ້ເຫັນພາກພື້ນ FLG, ລູກສອນສີສົ້ມຊີ້ບອກພາກພື້ນ MLG (ຢູ່ໃກ້ກັບພາກພື້ນ FLG), ລູກສອນສີແດງຊີ້ໃຫ້ເຫັນພາກພື້ນ NGF, ແລະລູກສອນສີມ່ວງແດງຊີ້ເຖິງການພັບ.
ນັບຕັ້ງແຕ່ການຂະຫຍາຍຕົວແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມຫນາຂອງ substrate ເບື້ອງຕົ້ນ, ຂະຫນາດໄປເຊຍກັນ, ການປະຖົມນິເທດ, ແລະຂອບເຂດເມັດພືດ, ການບັນລຸການຄວບຄຸມທີ່ສົມເຫດສົມຜົນຂອງຄວາມຫນາ NGF ໃນໄລຍະພື້ນທີ່ຂະຫນາດໃຫຍ່ຍັງຄົງເປັນສິ່ງທ້າທາຍ20,34,44. ການສຶກສານີ້ໃຊ້ເນື້ອໃນທີ່ພວກເຮົາຈັດພີມມາກ່ອນຫນ້ານີ້30. ຂະບວນການນີ້ຜະລິດພື້ນທີ່ສົດໃສຂອງ 0.1 ຫາ 3% ຕໍ່ 100 µm230. ໃນພາກຕໍ່ໄປນີ້, ພວກເຮົາສະເຫນີຜົນໄດ້ຮັບສໍາລັບທັງສອງປະເພດຂອງພາກພື້ນ. ຮູບພາບ SEM ການຂະຫຍາຍສູງສະແດງໃຫ້ເຫັນການປະກົດຕົວຂອງພື້ນທີ່ກົງກັນຂ້າມທີ່ສົດໃສຫຼາຍໃນທັງສອງດ້ານ (ຮູບ 1f,g), ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການປະກົດຕົວຂອງພາກພື້ນ FLG ແລະ MLG30,45. ນີ້ຍັງໄດ້ຮັບການຢືນຢັນໂດຍການກະແຈກກະຈາຍ Raman (ຮູບ 1c) ແລະຜົນໄດ້ຮັບ TEM (ສົນທະນາຕໍ່ມາໃນພາກ "FS-NGF: ໂຄງສ້າງແລະຄຸນສົມບັດ"). ພາກພື້ນ FLG ແລະ MLG ສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນຕົວຢ່າງ FS- ແລະ BS-NGF/Ni ( NGF ດ້ານຫນ້າແລະດ້ານຫລັງທີ່ປູກໃນ Ni) ອາດຈະເຕີບໂຕໃນເມັດ Ni (111) ຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນໄລຍະກ່ອນການ annealing22,30,45. ພັບໄດ້ສັງເກດເຫັນທັງສອງດ້ານ (ຮູບ 1b, ຫມາຍດ້ວຍລູກສອນສີມ່ວງ). ພັບເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະພົບເຫັນຢູ່ໃນຮູບເງົາ graphene ແລະ graphite ທີ່ປູກ CVD ເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງຄ່າສໍາປະສິດຂອງການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງ graphite ແລະ nickel substrate30,38.
ຮູບພາບ AFM ໄດ້ຢືນຢັນວ່າຕົວຢ່າງ FS-NGF ແມ່ນ flatter ກວ່າຕົວຢ່າງ BS-NGF (ຮູບ SI1) (ຮູບ SI2). ຄ່າຄວາມຫຍາບຂອງຮາກສະເລ່ຍ (RMS) ຂອງ FS-NGF/Ni (ຮູບ SI2c) ແລະ BS-NGF/Ni (ຮູບ SI2d) ແມ່ນ 82 ແລະ 200 nm, ຕາມລໍາດັບ (ວັດແທກໃນພື້ນທີ່ 20 ×. 20 ມ2). ຄວາມຫຍາບທີ່ສູງຂຶ້ນສາມາດເຂົ້າໃຈໄດ້ໂດຍອີງໃສ່ການວິເຄາະດ້ານຂອງແຜ່ນ nickel (NiAR) foil ໃນສະຖານະທີ່ໄດ້ຮັບ (ຮູບ SI3). ຮູບພາບ SEM ຂອງ FS ແລະ BS-NiAR ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ SI3a-d, ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງ morphologies ພື້ນຜິວທີ່ແຕກຕ່າງກັນ: foil FS-Ni ຂັດມີອະນຸພາກ spherical ຂະຫນາດ nano- ແລະ micron, ໃນຂະນະທີ່ foil BS-Ni ທີ່ບໍ່ຂັດມັນສະແດງ ladder ການຜະລິດ. ເປັນອະນຸພາກທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ. ແລະຫຼຸດລົງ. ຮູບພາບທີ່ມີຄວາມລະອຽດຕໍ່າ ແລະສູງຂອງແຜ່ນ nickel annealed (NiA) ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ SI3e–h. ໃນຕົວເລກເຫຼົ່ານີ້, ພວກເຮົາສາມາດສັງເກດເຫັນການປະກົດຕົວຂອງອະນຸພາກ nickel ຂະຫນາດ micron ທັງສອງດ້ານຂອງ nickel foil (ຮູບ SI3e–h). ເມັດໃຫຍ່ອາດມີທິດທາງດ້ານໜ້າ Ni(111) ຕາມທີ່ໄດ້ລາຍງານກ່ອນໜ້ານີ້ 30,46. ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນ morphology nickel foil ລະຫວ່າງ FS-NiA ແລະ BS-NiA. ຄວາມຫຍາບທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງ BS-NGF/Ni ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກພື້ນຜິວທີ່ບໍ່ໄດ້ຂັດສີຂອງ BS-NiAR, ພື້ນຜິວທີ່ຍັງຫຍາບຫຼາຍເຖິງແມ່ນວ່າຫຼັງຈາກການຫມຸນແລ້ວ (ຮູບ SI3). ປະເພດຂອງລັກສະນະຫນ້າດິນນີ້ກ່ອນທີ່ຈະຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວອະນຸຍາດໃຫ້ roughness ຂອງ graphene ແລະຮູບເງົາ graphite ຄວບຄຸມ. ຄວນສັງເກດວ່າ substrate ຕົ້ນສະບັບ underwed ບາງ reorganization ເມັດພືດໃນໄລຍະການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ graphene, ເຊິ່ງຫຼຸດລົງເລັກນ້ອຍຂອງເມັດພືດແລະບາງສ່ວນເພີ່ມຂຶ້ນ roughness ດ້ານຂອງ substrate ເມື່ອທຽບກັບ foil annealed ແລະ catalyst film22.
ການປັບລະດັບຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວ, ເວລາການເນລະມິດ (ຂະຫນາດເມັດພືດ) 30,47 ແລະການຄວບຄຸມການປ່ອຍອອກ 43 ຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ NGF ພາກພື້ນເປັນ µm2 ແລະ / ຫຼືແມ້ແຕ່ຂະຫນາດ nm2 (ເຊັ່ນ, ການປ່ຽນແປງຄວາມຫນາຂອງ nanometers ບໍ່ຫຼາຍປານໃດ). ເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນ, ວິທີການຕ່າງໆເຊັ່ນການຂັດດ້ວຍໄຟຟ້າຂອງແຜ່ນ nickel ຜົນໄດ້ຮັບສາມາດພິຈາລະນາ48. ແຜ່ນ nickel ທີ່ pretreated ແລ້ວສາມາດຖືກຫມຸນໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ (< 900 ° C) 46 ແລະເວລາ (< 5 min) ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການສ້າງຕັ້ງຂອງເມັດ Ni (111) ຂະຫນາດໃຫຍ່ (ເຊິ່ງເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວ FLG).
SLG ແລະ FLG graphene ບໍ່ສາມາດທົນທານຕໍ່ຄວາມກົດດັນດ້ານຫນ້າຂອງອາຊິດແລະນ້ໍາ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຊັ້ນສະຫນັບສະຫນູນກົນຈັກໃນລະຫວ່າງຂະບວນການໂອນສານເຄມີທີ່ປຽກ22,34,38. ກົງກັນຂ້າມກັບການຖ່າຍທອດສານເຄມີທີ່ຊຸ່ມຊື່ນຂອງ graphene38 ຊັ້ນດຽວທີ່ສະຫນັບສະຫນູນໂພລີເມີ, ພວກເຮົາພົບວ່າທັງສອງດ້ານຂອງ NGF ທີ່ເຕີບໃຫຍ່ສາມາດຖືກໂອນໂດຍບໍ່ມີການສະຫນັບສະຫນູນໂພລີເມີ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2a (ເບິ່ງຮູບ SI4a ສໍາລັບລາຍລະອຽດເພີ່ມເຕີມ). ການຖ່າຍໂອນ NGF ໄປຫາຊັ້ນໃຕ້ດິນທີ່ໃຫ້ໄວ້ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການຂັດປຽກຂອງຮູບເງົາ Ni30.49 ທີ່ຕິດພັນ. ຕົວຢ່າງ NGF/Ni/NGF ທີ່ປູກແລ້ວຖືກວາງຄ້າງຄືນໃນ 15 mL ຂອງ 70% HNO3 ທີ່ເຈືອຈາງດ້ວຍນ້ໍາ 600 mL ຂອງ deionized (DI). ຫຼັງຈາກ foil Ni ຖືກລະລາຍຫມົດແລ້ວ, FS-NGF ຍັງຄົງຮາບພຽງຢູ່ແລະລອຍຢູ່ເທິງຫນ້າຂອງແຫຼວ, ຄືກັນກັບຕົວຢ່າງ NGF / Ni / NGF, ໃນຂະນະທີ່ BS-NGF ຖືກແຊ່ນ້ໍາ (ຮູບ 2a, b). ຫຼັງຈາກນັ້ນ, NGF ທີ່ໂດດດ່ຽວໄດ້ຖືກໂອນຈາກ beaker ຫນຶ່ງທີ່ມີນ້ໍາ deionized ສົດໄປຫາ beaker ອື່ນແລະ NGF ທີ່ໂດດດ່ຽວໄດ້ຖືກລ້າງຢ່າງລະອຽດ, ເຮັດຊ້ໍາອີກສີ່ຫາຫົກເທື່ອຜ່ານຖ້ວຍແກ້ວ concave. ສຸດທ້າຍ, FS-NGF ແລະ BS-NGF ໄດ້ຖືກວາງໄວ້ໃນຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ຕ້ອງການ (ຮູບ 2c).
ຂະບວນການໂອນສານເຄມີປຽກຊຸ່ມທີ່ບໍ່ມີໂພລີເມີສໍາລັບ NGF ທີ່ປູກຢູ່ໃນແຜ່ນ nickel: (a) ແຜນວາດການໄຫຼຂອງຂະບວນການ (ເບິ່ງຮູບ SI4 ສໍາລັບລາຍລະອຽດເພີ່ມເຕີມ), (b) ຮູບຖ່າຍດິຈິຕອນຂອງ NGF ແຍກຫຼັງຈາກ Ni etching (2 ຕົວຢ່າງ), (c) ຕົວຢ່າງ FS – ແລະການໂອນ BS-NGF ໄປຍັງຊັ້ນຍ່ອຍ SiO2/Si, (d) ການໂອນ FS-NGF ໄປຍັງຊັ້ນໃຕ້ດິນໂພລີເມີ opaque, (e) BS-NGF ຈາກຕົວຢ່າງດຽວກັນກັບແຜງ d (ແບ່ງອອກເປັນສອງສ່ວນ), ໂອນໄປໃສ່ແຜ່ນ C ແຜ່ນທອງ. ແລະ Nafion (ຊັ້ນໃຕ້ດິນທີ່ມີຄວາມໂປ່ງໃສທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ແຄມຖືກຫມາຍດ້ວຍມຸມສີແດງ).
ໃຫ້ສັງເກດວ່າການໂອນ SLG ປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ວິທີການໂອນສານເຄມີປຽກຕ້ອງການເວລາປຸງແຕ່ງທັງຫມົດ 20-24 ຊົ່ວໂມງ 38 . ດ້ວຍເຕັກນິກການຖ່າຍທອດທີ່ບໍ່ມີໂພລີເມີໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢູ່ທີ່ນີ້ (ຮູບ SI4a), ເວລາການປຸງແຕ່ງການໂອນ NGF ໂດຍລວມແມ່ນຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ປະມານ 15 ຊົ່ວໂມງ). ຂະບວນການປະກອບມີ: (ຂັ້ນຕອນທີ 1) ກະກຽມການແກ້ໄຂການຖູແລະເອົາຕົວຢ່າງໃສ່ໃນມັນ (~10 ນາທີ), ຫຼັງຈາກນັ້ນລໍຖ້າຄືນສໍາລັບ Ni etching (~7200 ນາທີ), (ຂັ້ນຕອນທີ 2) ລ້າງອອກດ້ວຍນ້ໍາ deionized (ຂັ້ນຕອນ - 3) . ເກັບຮັກສາໄວ້ໃນນ້ໍາ deionized ຫຼືໂອນໄປ substrate ເປົ້າຫມາຍ (20 ນາທີ). ນໍ້າທີ່ຕິດຢູ່ລະຫວ່າງ NGF ແລະ bulk matrix ໄດ້ຖືກເອົາອອກໂດຍການກະທໍາຂອງ capillary (ໃຊ້ເຈ້ຍ blotting) 38, ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຢອດນ້ໍາທີ່ຍັງເຫຼືອແມ່ນເອົາອອກໂດຍການແຫ້ງທໍາມະຊາດ (ປະມານ 30 ນາທີ), ແລະສຸດທ້າຍຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກຕາກໃຫ້ແຫ້ງສໍາລັບ 10 ນາທີ. ນາທີໃນເຕົາອົບສູນຍາກາດ (10–1 mbar) ທີ່ 50–90 °C (60 ນາທີ) 38.
Graphite ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກທີ່ຈະທົນທານຕໍ່ທີ່ມີຂອງນ້ໍາແລະອາກາດໃນອຸນຫະພູມສູງພໍສົມຄວນ (≥ 200 ° C) 50,51,52. ພວກເຮົາໄດ້ທົດສອບຕົວຢ່າງໂດຍໃຊ້ Raman spectroscopy, SEM, ແລະ XRD ຫຼັງຈາກການເກັບຮັກສາໃນນ້ໍາ deionized ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງແລະໃນຂວດປະທັບຕາສໍາລັບທຸກບ່ອນຈາກສອງສາມມື້ຫາຫນຶ່ງປີ (ຮູບ SI4). ບໍ່ມີການເຊື່ອມໂຊມທີ່ສັງເກດເຫັນ. ຮູບ 2c ສະແດງໃຫ້ເຫັນ FS-NGF ແລະ BS-NGF ທີ່ບໍ່ມີການຢືນຢູ່ໃນນ້ໍາ deionized. ພວກເຮົາໄດ້ຈັບພວກມັນຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍ SiO2 (300 nm)/Si, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຕອນຕົ້ນຂອງຮູບ 2c. ນອກຈາກນັ້ນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2d, e, NGF ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງສາມາດຖືກໂອນໄປສູ່ຊັ້ນຍ່ອຍຕ່າງໆເຊັ່ນໂພລີເມີ (ໂພລີອາມີດ Thermabright ຈາກ Nexolve ແລະ Nafion) ແລະກະດາດກາກບອນທີ່ມີສີທອງ. ການເລື່ອນ FS-NGF ໄດ້ຖືກວາງໄວ້ໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍຂອງເປົ້າຫມາຍ (ຮູບ 2c, d). ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ຕົວຢ່າງ BS-NGF ທີ່ມີຂະໜາດໃຫຍ່ກວ່າ 3 cm2 ແມ່ນຍາກທີ່ຈະຈັດການກັບເມື່ອຖືກແຊ່ນ້ໍາຢ່າງສົມບູນ. ປົກກະຕິແລ້ວ, ເມື່ອພວກມັນເລີ່ມມ້ວນໃນນ້ໍາ, ເນື່ອງຈາກການຈັດການທີ່ບໍ່ສົນໃຈ, ບາງຄັ້ງພວກມັນແຕກອອກເປັນສອງຫຼືສາມສ່ວນ (ຮູບ 2e). ໂດຍລວມແລ້ວ, ພວກເຮົາສາມາດບັນລຸການໂອນຍ້າຍທີ່ບໍ່ມີໂພລີເມີຂອງ PS- ແລະ BS-NGF (ການໂອນຍ້າຍແບບບໍ່ມີຮອຍຕໍ່ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໂດຍບໍ່ມີການເຕີບໂຕຂອງ NGF / Ni / NGF ທີ່ 6 cm2) ສໍາລັບຕົວຢ່າງເຖິງ 6 ແລະ 3 cm2 ໃນພື້ນທີ່, ຕາມລໍາດັບ. ຊິ້ນສ່ວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼືຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ຍັງເຫຼືອສາມາດເປັນ (ເຫັນໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍໃນການແກ້ໄຂ etching ຫຼື deionized ນ້ໍາ) ໃນ substrate ທີ່ຕ້ອງການ (~1 mm2, ຮູບ SI4b, ເບິ່ງຕົວຢ່າງທີ່ຖືກໂອນໄປຫາຕາຂ່າຍໄຟຟ້າທອງແດງໃນ "FS-NGF: ໂຄງສ້າງແລະຄຸນສົມບັດ (ປຶກສາຫາລື)) ພາຍໃຕ້ “ໂຄງສ້າງ ແລະຄຸນສົມບັດ”) ຫຼືເກັບຮັກສາໄວ້ເພື່ອນຳໃຊ້ໃນອະນາຄົດ (ຮູບ SI4). ອີງຕາມເງື່ອນໄຂນີ້, ພວກເຮົາຄາດຄະເນວ່າ NGF ສາມາດຟື້ນຕົວໃນຜົນຜະລິດສູງເຖິງ 98-99% (ຫຼັງຈາກການຂະຫຍາຍຕົວສໍາລັບການໂອນ).
ຕົວຢ່າງການໂອນໂດຍບໍ່ມີໂພລີເມີໄດ້ຖືກວິເຄາະຢ່າງລະອຽດ. ຄຸນລັກສະນະທາງສະລີລະວິທະຍາຂອງພື້ນຜິວທີ່ໄດ້ຮັບໃນ FS- ແລະ BS-NGF/SiO2/Si (ຮູບ 2c) ໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດທາງແສງ (OM) ແລະຮູບພາບ SEM (ຮູບ SI5 ແລະຮູບທີ 3) ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຕົວຢ່າງເຫຼົ່ານີ້ຖືກໂອນໂດຍບໍ່ມີກ້ອງຈຸລະທັດ. ຄວາມເສຍຫາຍທາງໂຄງສ້າງທີ່ເຫັນໄດ້ເຊັ່ນ: ຮອຍແຕກ, ຮູ, ຫຼືພື້ນທີ່ທີ່ບໍ່ໄດ້ມ້ວນ. ພັບເທິງ NGF ທີ່ມີການຂະຫຍາຍຕົວ (ຮູບ 3b, d, ຫມາຍດ້ວຍລູກສອນສີມ່ວງ) ຍັງຄົງ intact ຫຼັງຈາກການໂອນ. ທັງສອງ FS- ແລະ BS-NGFs ແມ່ນປະກອບດ້ວຍພາກພື້ນ FLG (ພາກພື້ນທີ່ສົດໃສສະແດງໂດຍລູກສອນສີຟ້າໃນຮູບ 3). ເປັນເລື່ອງແປກທີ່, ກົງກັນຂ້າມກັບພື້ນທີ່ເສຍຫາຍຈໍານວນຫນ້ອຍທີ່ສັງເກດເຫັນໂດຍທົ່ວໄປໃນລະຫວ່າງການຖ່າຍທອດໂພລີເມີຂອງຟິມ ultrathin graphite, ພາກພື້ນ FLG ແລະ MLG ຂະຫນາດ micron ຫຼາຍທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບ NGF (ຫມາຍໂດຍລູກສອນສີຟ້າໃນຮູບ 3d) ໄດ້ຖືກຍົກຍ້າຍໂດຍບໍ່ມີການຮອຍແຕກຫຼືແຕກ (ຮູບ 3d) . 3). . ຄວາມສົມບູນຂອງກົນຈັກໄດ້ຖືກຢືນຢັນຕື່ມອີກໂດຍໃຊ້ຮູບພາບ TEM ແລະ SEM ຂອງ NGF ທີ່ໂອນໃສ່ຕາຂ່າຍທອງແດງ lace-carbon, ດັ່ງທີ່ໄດ້ສົນທະນາຕໍ່ມາ ("FS-NGF: ໂຄງສ້າງແລະຄຸນສົມບັດ"). BS-NGF/SiO2/Si ທີ່ຖືກຍົກຍ້າຍແມ່ນ rougher ກວ່າ FS-NGF/SiO2/Si ທີ່ມີຄ່າ rms ຂອງ 140 nm ແລະ 17 nm, ຕາມລໍາດັບ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ SI6a ແລະ b (20 × 20 μm2). ມູນຄ່າ RMS ຂອງ NGF ທີ່ຖືກໂອນໃສ່ຊັ້ນຍ່ອຍ SiO2/Si (RMS < 2 nm) ແມ່ນຕໍ່າກວ່າຫຼາຍ (ປະມານ 3 ເທົ່າ) ກ່ວາຂອງ NGF ທີ່ປູກໃນ Ni (ຮູບ SI2), ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມຫຍາບເພີ່ມເຕີມອາດຈະກົງກັບພື້ນຜິວ Ni . ນອກຈາກນັ້ນ, ຮູບພາບ AFM ທີ່ປະຕິບັດຢູ່ແຄມຂອງຕົວຢ່າງ FS- ແລະ BS-NGF/SiO2/Si ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຫນາຂອງ NGF ຂອງ 100 ແລະ 80 nm, ຕາມລໍາດັບ (ຮູບ SI7). ຄວາມຫນານ້ອຍກວ່າຂອງ BS-NGF ອາດຈະເປັນຜົນມາຈາກພື້ນຜິວທີ່ບໍ່ໄດ້ສໍາຜັດໂດຍກົງກັບອາຍແກັສຄາຣະວາ.
ໂອນ NGF (NiAG) ໂດຍບໍ່ມີໂພລີເມີເທິງ SiO2/Si wafer (ເບິ່ງຮູບ 2c): (a,b) ຮູບພາບ SEM ຂອງ FS-NGF ທີ່ຖືກໂອນ: ການຂະຫຍາຍຕ່ໍາແລະສູງ (ກົງກັບສີ່ຫລ່ຽມສີສົ້ມໃນກະດານ). ພື້ນທີ່ທົ່ວໄປ) – a). (c,d) ຮູບພາບ SEM ຂອງ BS-NGF ທີ່ຖືກໂອນ: ການຂະຫຍາຍຕ່ໍາແລະສູງ (ກົງກັນກັບພື້ນທີ່ປົກກະຕິສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍສີ່ຫລ່ຽມສີສົ້ມໃນກະດານ c). (e, f) ຮູບພາບ AFM ຂອງ FS- ແລະ BS-NGFs ທີ່ຖືກໂອນ. ລູກສອນສີຟ້າເປັນຕົວແທນຂອງພາກພື້ນ FLG – ກົງກັນຂ້າມສົດໃສ, ລູກສອນສີຟ້າສີຟ້າ – ກົງກັນຂ້າມ MLG ສີດໍາ, ລູກສອນສີແດງ – ກົງກັນຂ້າມສີດໍາເປັນຕົວແທນຂອງພາກພື້ນ NGF, ລູກສອນສີມ່ວງແດງເປັນພັບ.
ອົງປະກອບທາງເຄມີຂອງ FS- ແລະ BS-NGFs ທີ່ປູກແລະໂອນໄດ້ຖືກວິເຄາະໂດຍ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (ຮູບ 4). ຈຸດສູງສຸດທີ່ອ່ອນແອໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນໃນ spectra ວັດແທກ (ຮູບ 4a, b), ທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບຊັ້ນຍ່ອຍ Ni (850 eV) ຂອງ FS- ແລະ BS-NGFs (NiAG). ບໍ່ມີຈຸດສູງສຸດໃນຂອບເຂດທີ່ວັດແທກໄດ້ຂອງ FS-NGF/SiO2/Si (ຮູບ 4c; ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນສໍາລັບ BS-NGF/SiO2/Si ບໍ່ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນ), ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າບໍ່ມີການປົນເປື້ອນ Ni ຕົກຄ້າງຫຼັງຈາກການໂອນ. . ຕົວເລກ 4d–f ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຄົມຊັດສູງຂອງລະດັບພະລັງງານ C 1 s, O 1 s ແລະ Si 2p ຂອງ FS-NGF/SiO2/Si. ພະລັງງານຜູກມັດຂອງ C 1 s ຂອງ graphite ແມ່ນ 284.4 eV53.54. ຮູບຮ່າງເສັ້ນຊື່ຂອງຈຸດສູງສຸດ graphite ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຖືວ່າບໍ່ສົມມາດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4d54. ລະດັບຫຼັກທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ C 1 s spectrum (ຮູບ 4d) ຍັງໄດ້ຢືນຢັນການຖ່າຍທອດທີ່ບໍລິສຸດ (ie, ບໍ່ມີສານຕົກຄ້າງໂພລີເມີ), ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບການສຶກສາທີ່ຜ່ານມາ38. linewidths ຂອງ C 1 s spectra ຂອງຕົວຢ່າງການຂະຫຍາຍຕົວສົດ (NiAG) ແລະຫຼັງຈາກການໂອນແມ່ນ 0.55 ແລະ 0.62 eV, ຕາມລໍາດັບ. ຄ່າເຫຼົ່ານີ້ສູງກວ່າຂອງ SLG (0.49 eV ສໍາລັບ SLG ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍ SiO2)38. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມູນຄ່າເຫຼົ່ານີ້ມີຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ linewidths ທີ່ໄດ້ລາຍງານກ່ອນຫນ້ານີ້ສໍາລັບຕົວຢ່າງ graphene pyrolytic ຮັດກຸມສູງ (~0.75 eV) 53,54,55, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການບໍ່ມີສະຖານທີ່ຄາບອນທີ່ຜິດປົກກະຕິໃນອຸປະກອນການໃນປະຈຸບັນ. The C 1 s ແລະ O 1 s ລະດັບຫນ້າດິນ spectra ຍັງຂາດບ່າ, eliminating ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການສູງສຸດຄວາມລະອຽດສູງ deconvolution54. ມີຈຸດສູງສຸດຂອງດາວທຽມ π → π* ປະມານ 291.1 eV, ເຊິ່ງມັກຈະສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນຕົວຢ່າງ graphite. ສັນຍານ 103 eV ແລະ 532.5 eV ຢູ່ໃນ spectra ລະດັບຫຼັກ Si 2p ແລະ O 1 s (ເບິ່ງຮູບ 4e, f) ແມ່ນຖືວ່າຢູ່ໃນ substrate SiO2 56, ຕາມລໍາດັບ. XPS ແມ່ນເຕັກນິກທີ່ລະອຽດອ່ອນດ້ານຫນ້າ, ດັ່ງນັ້ນສັນຍານທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບ Ni ແລະ SiO2 ທີ່ກວດພົບກ່ອນແລະຫຼັງຈາກການໂອນ NGF, ຕາມລໍາດັບ, ຖືວ່າມີຕົ້ນກໍາເນີດມາຈາກພາກພື້ນ FLG. ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນສໍາລັບຕົວຢ່າງ BS-NGF ທີ່ຖືກໂອນ (ບໍ່ສະແດງ).
ຜົນໄດ້ຮັບຂອງ NiAG XPS: (ac) ສຳຫຼວດສະເປກຂອງອົງປະກອບປະລໍາມະນູທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ FS-NGF/Ni, BS-NGF/Ni ທີ່ປູກແລ້ວ ແລະຖືກໂອນ FS-NGF/SiO2/Si, ຕາມລໍາດັບ. (d–f) ສະເປກຕາຄວາມລະອຽດສູງຂອງລະດັບຫຼັກ C 1 s, O 1s ແລະ Si 2p ຂອງຕົວຢ່າງ FS-NGF/SiO2/Si.
ຄຸນນະພາບໂດຍລວມຂອງໄປເຊຍກັນ NGF ທີ່ຖືກໂອນໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍໃຊ້ X-ray diffraction (XRD). ຮູບແບບ XRD ທົ່ວໄປ (ຮູບ SI8) ຂອງ FS-NGF/SiO2/Si ທີ່ຖືກໂອນແລ້ວສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຈຸດສູງສຸດຂອງ diffraction (0 0 0 2) ແລະ (0 0 0 4) ທີ່ 26.6° ແລະ 54.7°, ຄ້າຍຄືກັນກັບ graphite. . ນີ້ຢືນຢັນເຖິງຄຸນນະພາບຂອງ crystalline ສູງຂອງ NGF ແລະສອດຄ່ອງກັບໄລຍະຫ່າງຂອງ interlayer ຂອງ d = 0.335 nm, ເຊິ່ງຖືກຮັກສາໄວ້ຫຼັງຈາກຂັ້ນຕອນການໂອນ. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຈຸດສູງສຸດຂອງຄວາມແຕກແຍກ (0 0 0 2) ແມ່ນປະມານ 30 ເທົ່າຂອງຈຸດສູງສຸດຂອງ diffraction (0 0 0 4), ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຍົນໄປເຊຍກັນ NGF ແມ່ນສອດຄ່ອງກັບຫນ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງ.
ອີງຕາມຜົນຂອງ SEM, Raman spectroscopy, XPS ແລະ XRD, ຄຸນນະພາບຂອງ BS-NGF/Ni ໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າຄືກັນກັບ FS-NGF/Ni, ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມຫຍາບຂອງ rms ຂອງມັນສູງກວ່າເລັກນ້ອຍ (ຮູບ SI2, SI5) ແລະ SI7).
SLGs ທີ່ມີຊັ້ນສະຫນັບສະຫນູນໂພລີເມີທີ່ມີຄວາມຫນາເຖິງ 200 nm ສາມາດລອຍຢູ່ເທິງນ້ໍາ. ການຕິດຕັ້ງນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປໃນຂະບວນການໂອນສານເຄມີປຽກທີ່ມີໂພລີເມີການຊ່ວຍເຫຼືອ22,38. Graphene ແລະ graphite ແມ່ນ hydrophobic (ມຸມປຽກ 80–90°) 57 . ດ້ານພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງຂອງທັງ graphene ແລະ FLG ໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າຂ້ອນຂ້າງຮາບພຽງ, ມີພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງຕໍ່າ (~1 kJ/mol) ສໍາລັບການເຄື່ອນໄຫວດ້ານຂ້າງຂອງນ້ໍາຢູ່ທີ່ຫນ້າດິນ58. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ພະລັງງານປະຕິສໍາພັນທີ່ຄິດໄລ່ຂອງນ້ໍາກັບ graphene ແລະສາມຊັ້ນຂອງ graphene ແມ່ນປະມານ −13 ແລະ −15 kJ/mol,58 ຕາມລໍາດັບ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າປະຕິສໍາພັນຂອງນ້ໍາກັບ NGF (ປະມານ 300 ຊັ້ນ) ແມ່ນຕ່ໍາເມື່ອທຽບກັບ graphene. ນີ້ອາດຈະເປັນເຫດຜົນຫນຶ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ NGF ເປັນອິດສະລະຍັງຄົງຢູ່ໃນພື້ນຜິວຂອງນ້ໍາ, ໃນຂະນະທີ່ graphene freestanding (ທີ່ລອຍຢູ່ໃນນ້ໍາ) curls ຂຶ້ນແລະ breaks ລົງ. ເມື່ອ NGF ຖືກແຊ່ນ້ໍາຢ່າງສົມບູນ (ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນຄືກັນສໍາລັບ NGF rough ແລະຮາບພຽງ), ແຄມຂອງມັນງໍ (ຮູບ SI4). ໃນກໍລະນີຂອງການ immersion ຢ່າງສົມບູນ, ຄາດວ່າພະລັງງານປະຕິສໍາພັນຂອງ NGF-ນ້ໍາແມ່ນເກືອບສອງເທົ່າ (ເມື່ອທຽບກັບ NGF ລອຍ) ແລະວ່າແຄມຂອງ NGF fold ເພື່ອຮັກສາມຸມຕິດຕໍ່ສູງ (hydrophobicity). ພວກເຮົາເຊື່ອວ່າຍຸດທະສາດສາມາດພັດທະນາເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການ curling ຂອງແຄມຂອງ NGFs ຝັງ. ວິທີການຫນຶ່ງແມ່ນການນໍາໃຊ້ສານລະລາຍປະສົມເພື່ອດັດແປງປະຕິກິລິຍາປຽກຂອງ graphite film59.
ການໂອນ SLG ກັບປະເພດຕ່າງໆຂອງ substrates ຜ່ານຂະບວນການໂອນສານເຄມີທີ່ປຽກໄດ້ຖືກລາຍງານກ່ອນຫນ້ານີ້. ມັນໄດ້ຖືກຍອມຮັບໂດຍທົ່ວໄປວ່າກໍາລັງ van der Waals ທີ່ອ່ອນແອມີຢູ່ລະຫວ່າງຮູບເງົາ graphene / graphite ແລະ substrates (ບໍ່ວ່າຈະເປັນ substrates ແຂງເຊັ່ນ SiO2 / Si38,41,46,60, SiC38, Au42, Si pillars22 ແລະ lacy carbon films30, 34 ຫຼື substrates ຍືດຫຍຸ່ນ. ເຊັ່ນ polyimide 37). ໃນທີ່ນີ້ພວກເຮົາສົມມຸດວ່າການໂຕ້ຕອບຂອງປະເພດດຽວກັນເປັນສ່ວນໃຫຍ່. ພວກເຮົາບໍ່ໄດ້ສັງເກດເຫັນຄວາມເສຍຫາຍຫຼືການປອກເປືອກຂອງ NGF ສໍາລັບ substrates ໃດໆທີ່ນໍາສະເຫນີຢູ່ທີ່ນີ້ໃນລະຫວ່າງການຈັດການກົນຈັກ (ໃນລະຫວ່າງການລັກສະນະພາຍໃຕ້ສູນຍາກາດແລະ / ຫຼືບັນຍາກາດຫຼືໃນລະຫວ່າງການເກັບຮັກສາ) (ຕົວຢ່າງ, ຮູບ 2, SI7 ແລະ SI9). ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາບໍ່ໄດ້ສັງເກດເຫັນຈຸດສູງສຸດຂອງ SiC ໃນ XPS C 1 s spectrum ຂອງລະດັບຫຼັກຂອງຕົວຢ່າງ NGF/SiO2/Si (ຮູບ 4). ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າບໍ່ມີການຜູກມັດທາງເຄມີລະຫວ່າງ NGF ແລະ substrate ເປົ້າຫມາຍ.
ໃນສ່ວນທີ່ຜ່ານມາ, "ການໂອນຍ້າຍທີ່ບໍ່ມີໂພລີເມີຂອງ FS- ແລະ BS-NGF," ພວກເຮົາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ NGF ສາມາດເຕີບໂຕແລະໂອນທັງສອງດ້ານຂອງແຜ່ນ nickel. FS-NGFs ແລະ BS-NGFs ເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ຄືກັນໃນແງ່ຂອງຄວາມຫຍາບຂອງຫນ້າດິນ, ເຊິ່ງກະຕຸ້ນໃຫ້ພວກເຮົາຄົ້ນຫາຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ເຫມາະສົມທີ່ສຸດສໍາລັບແຕ່ລະປະເພດ.
ພິຈາລະນາຄວາມໂປ່ງໃສແລະພື້ນຜິວທີ່ລຽບກວ່າຂອງ FS-NGF, ພວກເຮົາໄດ້ສຶກສາໂຄງສ້າງທ້ອງຖິ່ນ, ຄຸນສົມບັດທາງແສງແລະໄຟຟ້າໃນລາຍລະອຽດເພີ່ມເຕີມ. ໂຄງສ້າງແລະໂຄງສ້າງຂອງ FS-NGF ໂດຍບໍ່ມີການໂອນໂພລີເມີແມ່ນມີລັກສະນະໂດຍການສົ່ງຜ່ານກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກ (TEM) ແລະການວິເຄາະຮູບແບບການແຜ່ກະຈາຍເອເລັກໂຕຣນິກ (SAED). ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ສອດຄ້ອງກັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 5. ການຖ່າຍຮູບ TEM ແຜນທີ່ການຂະຫຍາຍຕ່ໍາໄດ້ເປີດເຜີຍການປະກົດຕົວຂອງພາກພື້ນ NGF ແລະ FLG ທີ່ມີລັກສະນະທາງກົງກັນຂ້າມຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊັ່ນ: ພື້ນທີ່ຊ້ໍາແລະສົດໃສ, ຕາມລໍາດັບ (ຮູບ 5a). ຮູບເງົາໂດຍລວມສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມສົມບູນຂອງກົນຈັກທີ່ດີແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງລະຫວ່າງພາກພື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ NGF ແລະ FLG, ມີການຊ້ອນກັນທີ່ດີແລະບໍ່ມີຄວາມເສຍຫາຍຫຼືການຈີກຂາດ, ເຊິ່ງຍັງໄດ້ຮັບການຢືນຢັນໂດຍ SEM (ຮູບ 3) ແລະການສຶກສາ TEM ການຂະຫຍາຍສູງ (ຮູບ 5c-e). ໂດຍສະເພາະ, ໃນຮູບ 5d ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງຂົວຢູ່ໃນສ່ວນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ (ຕໍາແຫນ່ງທີ່ຫມາຍດ້ວຍລູກສອນຈຸດສີດໍາໃນຮູບ 5d), ເຊິ່ງມີລັກສະນະເປັນຮູບສາມລ່ຽມແລະປະກອບດ້ວຍຊັ້ນ graphene ທີ່ມີຄວາມກວ້າງປະມານ 51 . ອົງປະກອບທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງ interplanar ຂອງ 0.33 ± 0.01 nm ແມ່ນຫຼຸດລົງຕື່ມອີກຫຼາຍຊັ້ນຂອງ graphene ໃນເຂດແຄບທີ່ສຸດ (ໃນຕອນທ້າຍຂອງລູກສອນສີດໍາແຂງໃນຮູບ 5 d).
ຮູບ Planar TEM ຂອງຕົວຢ່າງ NiAG ທີ່ບໍ່ມີໂພລີເມີຢູ່ໃນຕາຂ່າຍທອງແດງທີ່ມີຄາບອນ: (a, b) ຮູບພາບ TEM ການຂະຫຍາຍຕໍ່າລວມທັງພາກພື້ນ NGF ແລະ FLG, (ce) ຮູບພາບການຂະຫຍາຍສູງຂອງພາກພື້ນຕ່າງໆໃນ panel-a ແລະ panel-b ແມ່ນ ລູກສອນທີ່ມີສີດຽວກັນ. ລູກສອນສີຂຽວຢູ່ໃນແຖບ a ແລະ c ຊີ້ບອກພື້ນທີ່ເປັນວົງມົນຂອງຄວາມເສຍຫາຍໃນລະຫວ່າງການຈັດວາງ beam. (f–i) ໃນແຜງ a ຫາ c, ຮູບແບບ SAED ໃນພາກພື້ນຕ່າງໆແມ່ນສະແດງໂດຍວົງສີຟ້າ, ສີເທົາ, ສີສົ້ມ, ແລະສີແດງ, ຕາມລໍາດັບ.
ໂຄງສ້າງໂບໃນຮູບ 5c ສະແດງໃຫ້ເຫັນ (ຫມາຍດ້ວຍລູກສອນສີແດງ) ທິດທາງຕັ້ງຂອງຍົນ graphite lattice, ຊຶ່ງອາດຈະເປັນຍ້ອນການສ້າງຕັ້ງຂອງ nanofolds ຕາມຮູບເງົາ (inset ໃນຮູບ 5c) ເນື່ອງຈາກຄວາມກົດດັນ shear ເກີນ uncompensated30,61,62. . ພາຍໃຕ້ TEM ທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ, nanofolds 30 ເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນທິດທາງ crystallographic ທີ່ແຕກຕ່າງກັນກ່ວາສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງພາກພື້ນ NGF; ແຜນຜັງພື້ນຖານຂອງເສັ້ນໄຍກາໄບຕ໌ແມ່ນເປັນທິດທາງເກືອບໃນແນວຕັ້ງ, ແທນທີ່ຈະເປັນແນວນອນຄືກັບຮູບເງົາທີ່ເຫຼືອ (ໃສ່ໃນຮູບ 5c). ເຊັ່ນດຽວກັນ, ພາກພື້ນ FLG ບາງຄັ້ງຈະສະແດງການພັບທີ່ຄ້າຍຄືແຖບເສັ້ນຊື່ ແລະແຄບ (ໝາຍດ້ວຍລູກສອນສີຟ້າ), ເຊິ່ງປະກົດຢູ່ໃນການຂະຫຍາຍຕໍ່າ ແລະປານກາງໃນຮູບ 5b, 5e, ຕາມລໍາດັບ. inset ໃນຮູບ 5e ຢືນຢັນການປະກົດຕົວຂອງຊັ້ນ graphene ສອງແລະສາມຊັ້ນໃນຂະແຫນງ FLG (ໄລຍະຫ່າງ interplanar 0.33 ± 0.01 nm), ເຊິ່ງຢູ່ໃນຂໍ້ຕົກລົງທີ່ດີກັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາ30. ນອກຈາກນັ້ນ, ຮູບພາບ SEM ທີ່ບັນທຶກໄວ້ຂອງ NGF ທີ່ບໍ່ມີໂພລີເມີທີ່ໂອນໃສ່ຕາຂ່າຍທອງແດງທີ່ມີຮູບເງົາຄາບອນ lacy (ຫຼັງຈາກປະຕິບັດການວັດແທກ TEM ເທິງມຸມເບິ່ງ) ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ SI9. ພາກພື້ນ FLG ທີ່ລະງັບໄວ້ໄດ້ດີ (ໝາຍດ້ວຍລູກສອນສີຟ້າ) ແລະພາກພື້ນທີ່ແຕກຫັກໃນຮູບ SI9f. ລູກສອນສີຟ້າ (ຢູ່ຂອບຂອງ NGF ທີ່ຖືກໂອນ) ຖືກນໍາສະເຫນີໂດຍເຈດຕະນາເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພາກພື້ນ FLG ສາມາດຕ້ານກັບຂະບວນການໂອນໂດຍບໍ່ມີໂພລີເມີ. ສະຫຼຸບສັງລວມ, ຮູບພາບເຫຼົ່ານີ້ຢືນຢັນວ່າ NGF ທີ່ຖືກໂຈະບາງສ່ວນ (ລວມທັງພາກພື້ນ FLG) ຮັກສາຄວາມສົມບູນຂອງກົນຈັກເຖິງແມ່ນວ່າຫຼັງຈາກການຈັດການຢ່າງເຄັ່ງຄັດແລະການສໍາຜັດກັບສູນຍາກາດສູງໃນລະຫວ່າງການວັດແທກ TEM ແລະ SEM (ຮູບ SI9).
ເນື່ອງຈາກຄວາມຮາບພຽງດີເລີດຂອງ NGF (ເບິ່ງຮູບ 5a), ມັນບໍ່ຍາກທີ່ຈະກໍານົດທິດທາງຂອງ flakes ຕາມແກນໂດເມນ [0001] ເພື່ອວິເຄາະໂຄງສ້າງ SAED. ອີງຕາມຄວາມຫນາທ້ອງຖິ່ນຂອງຮູບເງົາແລະສະຖານທີ່ຂອງມັນ, ຫຼາຍຂົງເຂດທີ່ມີຄວາມສົນໃຈ (12 ຈຸດ) ໄດ້ຖືກກໍານົດສໍາລັບການສຶກສາການແຜ່ກະຈາຍເອເລັກໂຕຣນິກ. ໃນຮູບ 5a–c, ສີ່ຂອງເຂດປົກກະຕິເຫຼົ່ານີ້ຖືກສະແດງແລະຫມາຍດ້ວຍວົງສີ (ສີຟ້າ, ສີຟ້າ, ສີສົ້ມ, ແລະສີແດງລະຫັດ). ຮູບ 2 ແລະ 3 ສໍາລັບໂຫມດ SAED. ຮູບ 5f ແລະ g ແມ່ນໄດ້ມາຈາກພາກພື້ນ FLG ທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 5 ແລະ 5. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 5b ແລະ c, ຕາມລໍາດັບ. ພວກເຂົາມີໂຄງສ້າງຫົກຫລ່ຽມຄ້າຍຄືກັນກັບ graphene63 ບິດ. ໂດຍສະເພາະ, ຮູບ 5f ສະແດງໃຫ້ເຫັນສາມຮູບແບບ superimposed ທີ່ມີທິດທາງດຽວກັນຂອງ [0001] ແກນເຂດ, rotated ໂດຍ 10° ແລະ 20°, ເປັນຫຼັກຖານໂດຍຄວາມບໍ່ກົງກັນມຸມຂອງສາມຄູ່ຂອງການສະທ້ອນ (10-10). ເຊັ່ນດຽວກັນ, ຮູບ 5g ສະແດງໃຫ້ເຫັນສອງຮູບສີ່ຫລ່ຽມ superimposed ພືດຫມູນວຽນໂດຍ 20°. ສອງຫຼືສາມກຸ່ມຂອງຮູບແບບ hexagonal ໃນພາກພື້ນ FLG ສາມາດເກີດຂຶ້ນຈາກສາມຊັ້ນ graphene ໃນຍົນຫຼືນອກຍົນ 33 rotated ພີ່ນ້ອງກັບກັນແລະກັນ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຮູບແບບການແຜ່ກະຈາຍຂອງອິເລັກໂທຣນິກໃນຮູບ 5h,i (ກົງກັນກັບພາກພື້ນ NGF ທີ່ສະແດງໃນຮູບ 5a) ສະແດງຮູບແບບ [0001] ດຽວທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມການກະຈາຍຂອງຈຸດທີ່ສູງກວ່າໂດຍລວມ, ກົງກັບຄວາມໜາຂອງວັດສະດຸຫຼາຍກວ່າເກົ່າ. ແບບຈໍາລອງ SAED ເຫຼົ່ານີ້ສອດຄ່ອງກັບໂຄງສ້າງກາຟິກທີ່ຫນາກວ່າແລະການວາງທິດທາງປານກາງກວ່າ FLG, ຕາມການຄາດເດົາຈາກດັດຊະນີ 64. ຄຸນລັກສະນະຂອງທາດຜລຶກຂອງ NGF ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການຢູ່ຮ່ວມກັນຂອງສອງຫຼືສາມ superimposed graphite (ຫຼື graphene) crystallites. ສິ່ງທີ່ເປັນຕາສັງເກດໂດຍສະເພາະໃນພາກພື້ນ FLG ແມ່ນວ່າ crystallites ມີລະດັບທີ່ແນ່ນອນຂອງ misorientation ໃນຍົນຫຼືນອກຍົນ. ອະນຸພາກ Graphite / ຊັ້ນທີ່ມີມຸມຫມຸນໃນຍົນຂອງ 17°, 22° ແລະ 25° ໄດ້ຖືກລາຍງານກ່ອນຫນ້ານີ້ສໍາລັບ NGF ທີ່ປູກຢູ່ໃນ Ni 64 films. ຄ່າມຸມຫມຸນທີ່ສັງເກດເຫັນໃນການສຶກສານີ້ແມ່ນສອດຄ່ອງກັບມຸມຫມຸນທີ່ສັງເກດເຫັນກ່ອນຫນ້ານີ້ (± 1°) ສໍາລັບ BLG63 graphene ບິດ.
ຄຸນສົມບັດໄຟຟ້າຂອງ NGF/SiO2/Si ໄດ້ຖືກວັດແທກຢູ່ທີ່ 300 K ໃນໄລຍະພື້ນທີ່ 10×3 mm2. ຄ່າຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການເອເລັກໂຕຣນິກ, ການເຄື່ອນໄຫວແລະການນໍາທາງແມ່ນ 1.6 × 1020 cm-3, 220 cm2 V-1 C-1 ແລະ 2000 S-cm-1, ຕາມລໍາດັບ. ມູນຄ່າການເຄື່ອນໄຫວ ແລະການນໍາທາງຂອງ NGF ຂອງພວກເຮົາແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບ graphite2 ທໍາມະຊາດແລະສູງກວ່າທີ່ມີຂາຍໃນການຄ້າ graphite ຮັດກຸມສູງ pyrolytic (ຜະລິດຢູ່ທີ່ 3000 ° C)29. ຄ່າຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຕົວນໍາອີເລັກໂທຣນິກທີ່ສັງເກດເຫັນແມ່ນສອງຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດທີ່ສູງກວ່າທີ່ລາຍງານບໍ່ດົນມານີ້ (7.25 × 10 cm-3) ສໍາລັບແຜ່ນ graphite ຫນາ micron ກະກຽມໂດຍໃຊ້ແຜ່ນ polyimide ທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ (3200 ° C) 20 .
ພວກເຮົາຍັງໄດ້ປະຕິບັດການວັດແທກການສົ່ງຕໍ່ທີ່ເບິ່ງເຫັນດ້ວຍ UV ໃນ FS-NGF ທີ່ຖືກໂອນໄປສູ່ຊັ້ນຍ່ອຍຂອງ quartz (ຮູບ 6). spectrum ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການສົ່ງຕໍ່ຄົງທີ່ເກືອບ 62% ໃນໄລຍະ 350-800 nm, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ NGF ແມ່ນ translucent ກັບແສງສະຫວ່າງທີ່ເບິ່ງເຫັນ. ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ຊື່ "KAUST" ສາມາດເຫັນໄດ້ໃນຮູບຖ່າຍດິຈິຕອນຂອງຕົວຢ່າງໃນຮູບ 6b. ເຖິງແມ່ນວ່າໂຄງສ້າງ nanocrystalline ຂອງ NGF ແມ່ນແຕກຕ່າງຈາກ SLG, ຈໍານວນຂອງຊັ້ນສາມາດຄາດຄະເນໄດ້ໂດຍນໍາໃຊ້ກົດລະບຽບຂອງການສູນເສຍການສົ່ງຕໍ່ 2.3% ຕໍ່ layer65 ເພີ່ມເຕີມ. ອີງຕາມການພົວພັນນີ້, ຈໍານວນຂອງຊັ້ນ graphene ທີ່ມີການສູນເສຍການສົ່ງຕໍ່ 38% ແມ່ນ 21. NGF ທີ່ເຕີບໃຫຍ່ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍຊັ້ນ graphene 300, ie ຫນາປະມານ 100 nm (ຮູບ 1, SI5 ແລະ SI7). ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາສົມມຸດວ່າຄວາມໂປ່ງໃສ optical ທີ່ສັງເກດເຫັນແມ່ນສອດຄ່ອງກັບພາກພື້ນ FLG ແລະ MLG, ນັບຕັ້ງແຕ່ພວກມັນຖືກແຈກຢາຍໃນທົ່ວຮູບເງົາ (ຮູບ 1, 3, 5 ແລະ 6c). ນອກເຫນືອໄປຈາກຂໍ້ມູນໂຄງສ້າງຂ້າງເທິງ, ການປະພຶດແລະຄວາມໂປ່ງໃສຍັງຢືນຢັນເຖິງຄຸນນະພາບຂອງ crystalline ສູງຂອງ NGF ທີ່ຖືກໂອນ.
(a) ການວັດແທກການສົ່ງຜ່ານແສງ UV, (b) ການຖ່າຍທອດ NGF ປົກກະຕິກ່ຽວກັບ quartz ໂດຍໃຊ້ຕົວຢ່າງຕົວແທນ. (c) ແຜນຜັງຂອງ NGF (ກ່ອງຊ້ໍາ) ທີ່ມີພື້ນທີ່ FLG ແລະ MLG ທີ່ແຈກຢາຍຢ່າງເທົ່າທຽມກັນຖືກຫມາຍເປັນຮູບສຸ່ມສີຂີ້ເຖົ່າໃນທົ່ວຕົວຢ່າງ (ເບິ່ງຮູບ 1) (ປະມານ 0.1–3% ພື້ນທີ່ຕໍ່ 100 μm2). ຮູບຮ່າງແບບສຸ່ມແລະຂະຫນາດຂອງພວກມັນຢູ່ໃນແຜນວາດແມ່ນສໍາລັບຈຸດປະສົງຕົວຢ່າງເທົ່ານັ້ນແລະບໍ່ກົງກັນກັບພື້ນທີ່ຕົວຈິງ.
Translucent NGF ປູກໂດຍ CVD ກ່ອນຫນ້ານີ້ໄດ້ຖືກໂອນໄປຫາຫນ້າດິນຊິລິຄອນເປົ່າແລະນໍາໃຊ້ໃນຈຸລັງແສງຕາເວັນ15,16. ປະສິດທິພາບການປ່ຽນແປງພະລັງງານ (PCE) ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນ 1.5%. NGFs ເຫຼົ່ານີ້ປະຕິບັດຫນ້າທີ່ຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ຊັ້ນປະສົມທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, ເສັ້ນທາງການຂົນສົ່ງຮັບຜິດຊອບ, ແລະ electrodes ໂປ່ງໃສ15,16. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຮູບເງົາ graphite ແມ່ນບໍ່ເປັນເອກະພາບ. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບເພີ່ມເຕີມແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນໂດຍການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານຂອງແຜ່ນແລະການຖ່າຍທອດ optical ຂອງ electrode graphite, ນັບຕັ້ງແຕ່ຄຸນສົມບັດທັງສອງນີ້ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການກໍານົດຄ່າ PCE ຂອງເຊນແສງຕາເວັນ15,16. ໂດຍປົກກະຕິ, ຮູບເງົາ graphene ແມ່ນ 97.7% ໂປ່ງໃສຕໍ່ແສງທີ່ເຫັນໄດ້, ແຕ່ມີຄວາມຕ້ານທານແຜ່ນຂອງ 200-3000 ohms/sq.16. ຄວາມຕ້ານທານດ້ານຂອງຮູບເງົາ graphene ສາມາດຫຼຸດລົງໂດຍການເພີ່ມຈໍານວນຊັ້ນ (ການຖ່າຍທອດຫຼາຍຊັ້ນຂອງ graphene) ແລະ doping ດ້ວຍ HNO3 (~30 Ohm / sq.)66. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຂະບວນການນີ້ໃຊ້ເວລາດົນແລະຊັ້ນການໂອນຍ້າຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນບໍ່ສະເຫມີຮັກສາການຕິດຕໍ່ທີ່ດີ. ດ້ານຫນ້າ NGF ຂອງພວກເຮົາມີຄຸນສົມບັດເຊັ່ນ conductivity 2000 S / cm, ຄວາມຕ້ານທານແຜ່ນຮູບເງົາ 50 ohm / sq. ແລະຄວາມໂປ່ງໃສ 62%, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ເປັນໄປໄດ້ສໍາລັບຊ່ອງທາງການນໍາຫຼື counter electrodes ໃນຈຸລັງແສງຕາເວັນ15,16.
ເຖິງແມ່ນວ່າໂຄງສ້າງແລະເຄມີຫນ້າດິນຂອງ BS-NGF ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບ FS-NGF, ແຕ່ຄວາມຫຍາບຂອງມັນຈະແຕກຕ່າງກັນ ("ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ FS- ແລະ BS-NGF"). ກ່ອນຫນ້ານີ້, ພວກເຮົາໃຊ້ຟິມ ultra-thin graphite22 ເປັນເຊັນເຊີອາຍແກັສ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາໄດ້ທົດສອບຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການນໍາໃຊ້ BS-NGF ສໍາລັບວຽກງານການຮັບຮູ້ອາຍແກັສ (ຮູບ SI10). ທຳອິດ, ພາກສ່ວນຂະໜາດ mm2 ຂອງ BS-NGF ຖືກໂອນໃສ່ຊິບເຊັນເຊີ electrode interdigitating (ຮູບ SI10a-c). ລາຍລະອຽດການຜະລິດຂອງຊິບໄດ້ຖືກລາຍງານກ່ອນຫນ້ານີ້; ພື້ນທີ່ລະອຽດອ່ອນຂອງມັນແມ່ນ 9 mm267. ໃນຮູບພາບ SEM (ຮູບ SI10b ແລະ c), electrode ຄໍາທີ່ຕິດພັນແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນໂດຍຜ່ານ NGF. ອີກເທື່ອຫນຶ່ງ, ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າການປົກຫຸ້ມຂອງຊິບເອກະພາບແມ່ນບັນລຸໄດ້ສໍາລັບຕົວຢ່າງທັງຫມົດ. ເຊັນເຊີແກັສວັດແທກຂອງອາຍແກັສຕ່າງໆໄດ້ຖືກບັນທຶກ (ຮູບ SI10d) (ຮູບ SI11) ແລະອັດຕາການຕອບສະຫນອງຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ. SI10g. ອາດຈະມີທາດອາຍພິດແຊກແຊງອື່ນໆລວມທັງ SO2 (200 ppm), H2 (2%), CH4 (200 ppm), CO2 (2%), H2S (200 ppm) ແລະ NH3 (200 ppm). ສາເຫດໜຶ່ງທີ່ເປັນໄປໄດ້ແມ່ນ NO2. ລັກສະນະ electrophilic ຂອງອາຍແກັສ22,68. ໃນເວລາທີ່ adsorbed ດ້ານຂອງ graphene, ມັນຫຼຸດຜ່ອນການດູດຊຶມຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໃນປະຈຸບັນໂດຍລະບົບ. ການປຽບທຽບຂໍ້ມູນເວລາຕອບສະຫນອງຂອງເຊັນເຊີ BS-NGF ກັບເຊັນເຊີທີ່ເຜີຍແຜ່ໃນເມື່ອກ່ອນໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີຢູ່ໃນຕາຕະລາງ SI2. ກົນໄກການເປີດໃຊ້ເຊັນເຊີ NGF ຄືນໃໝ່ໂດຍໃຊ້ UV plasma, O3 plasma ຫຼືຄວາມຮ້ອນ (50–150°C) ການປິ່ນປົວຕົວຢ່າງທີ່ຖືກເປີດເຜີຍແມ່ນ ດຳ ເນີນຕໍ່ໄປ, ໂດຍວິທີທາງການແມ່ນການປະຕິບັດລະບົບຝັງຕົວ69.
ໃນລະຫວ່າງການຂະບວນການ CVD, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ graphene ເກີດຂື້ນໃນທັງສອງດ້ານຂອງ substrate catalyst41. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, BS-graphene ມັກຈະຖືກຂັບໄລ່ອອກໃນລະຫວ່າງຂະບວນການໂອນ41. ໃນການສຶກສານີ້, ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຂະຫຍາຍຕົວ NGF ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງແລະການໂອນ NGF ທີ່ບໍ່ມີໂພລີເມີສາມາດບັນລຸໄດ້ທັງສອງດ້ານຂອງການສະຫນັບສະຫນູນ catalyst. BS-NGF ແມ່ນບາງກວ່າ (~80 nm) ກ່ວາ FS-NGF (~100 nm), ແລະຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ໄດ້ຖືກອະທິບາຍໂດຍຄວາມຈິງທີ່ວ່າ BS-Ni ບໍ່ໄດ້ຖືກສໍາຜັດໂດຍກົງກັບການໄຫຼຂອງອາຍແກັສຄາຣະວາ. ພວກເຮົາຍັງພົບວ່າຄວາມຫຍາບຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນ NiAR ມີອິດທິພົນຕໍ່ຄວາມຫຍາບຂອງ NGF. ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ FS-NGF planar ການຂະຫຍາຍຕົວສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເປັນວັດສະດຸຄາຣະວາສໍາລັບ graphene (ໂດຍ exfoliation method70) ຫຼືເປັນຊ່ອງທາງ conductive ໃນຈຸລັງແສງຕາເວັນ15,16. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, BS-NGF ຈະຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການກວດພົບອາຍແກັສ (ຮູບ SI9) ແລະອາດຈະເປັນລະບົບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ 71,72 ບ່ອນທີ່ຄວາມຫຍາບຂອງຫນ້າດິນຂອງມັນຈະເປັນປະໂຫຍດ.
ພິຈາລະນາຂ້າງເທິງ, ມັນເປັນປະໂຫຍດທີ່ຈະສົມທົບການເຮັດວຽກໃນປະຈຸບັນກັບຮູບເງົາ graphite ທີ່ຈັດພີມມາກ່ອນຫນ້ານີ້ທີ່ປູກໂດຍ CVD ແລະການນໍາໃຊ້ nickel foil. ດັ່ງທີ່ເຫັນໄດ້ໃນຕາຕະລາງ 2, ຄວາມກົດດັນທີ່ສູງຂຶ້ນທີ່ພວກເຮົາໃຊ້ເຮັດໃຫ້ເວລາຕິກິຣິຍາສັ້ນລົງ (ໄລຍະການຂະຫຍາຍຕົວ) ເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນອຸນຫະພູມທີ່ຂ້ອນຂ້າງຕ່ໍາ (ໃນຂອບເຂດຂອງ 850-1300 ° C). ພວກເຮົາຍັງບັນລຸການຂະຫຍາຍຕົວຫຼາຍກ່ວາປົກກະຕິ, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວ. ມີປັດໃຈອື່ນໆທີ່ຄວນພິຈາລະນາ, ບາງສິ່ງທີ່ພວກເຮົາໄດ້ລວມຢູ່ໃນຕາຕະລາງ.
NGF ຄຸນນະພາບສູງສອງດ້ານໄດ້ຖືກປູກຢູ່ໃນແຜ່ນ nickel ໂດຍ catalytic CVD. ໂດຍການກໍາຈັດ substrates ໂພລີເມີແບບດັ້ງເດີມ (ເຊັ່ນ: ທີ່ໃຊ້ໃນ CVD graphene), ພວກເຮົາບັນລຸການຖ່າຍທອດ NGF ທີ່ສະອາດແລະບໍ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງ (ປູກຢູ່ດ້ານຫລັງແລະດ້ານຫນ້າຂອງແຜ່ນ nickel) ໄປສູ່ຫຼາຍໆຊະນິດຂອງ substrates ທີ່ສໍາຄັນ. ໂດຍສະເພາະ, NGF ປະກອບມີພາກພື້ນ FLG ແລະ MLG (ໂດຍປົກກະຕິ 0.1% ຫາ 3% ຕໍ່ 100 µm2) ທີ່ປະສົມປະສານກັນຢ່າງມີໂຄງສ້າງເຂົ້າໄປໃນຮູບເງົາທີ່ຫນາກວ່າ. Planar TEM ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພາກພື້ນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນປະກອບດ້ວຍ stacks ຂອງສອງຫາສາມ graphite particles / graphene particles (ໄປເຊຍກັນຫຼືຊັ້ນ, ຕາມລໍາດັບ), ບາງສ່ວນຂອງການຫມຸນບໍ່ກົງກັນຂອງ 10-20 °. ພາກພື້ນ FLG ແລະ MLG ມີຄວາມຮັບຜິດຊອບຕໍ່ຄວາມໂປ່ງໃສຂອງ FS-NGF ກັບແສງສະຫວ່າງທີ່ເບິ່ງເຫັນ. ສໍາລັບແຜ່ນຫລັງ, ພວກເຂົາສາມາດຖືກປະຕິບັດຂະຫນານກັບແຜ່ນດ້ານຫນ້າແລະ, ດັ່ງທີ່ສະແດງ, ສາມາດມີຈຸດປະສົງທີ່ເປັນປະໂຫຍດ (ຕົວຢ່າງ, ສໍາລັບການຊອກຄົ້ນຫາອາຍແກັສ). ການສຶກສາເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີປະໂຫຍດຫຼາຍສໍາລັບການຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງເສດເຫຼືອແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນຂະບວນການ CVD ຂະຫນາດອຸດສາຫະກໍາ.
ໂດຍທົ່ວໄປ, ຄວາມຫນາສະເລ່ຍຂອງ CVD NGF ແມ່ນຢູ່ລະຫວ່າງ (ຕ່ໍາແລະຫຼາຍຊັ້ນ) graphene ແລະອຸດສາຫະກໍາ (micrometer) ແຜ່ນ graphite. ລະດັບຂອງຄຸນສົມບັດທີ່ຫນ້າສົນໃຈຂອງເຂົາເຈົ້າ, ບວກໃສ່ກັບວິທີການງ່າຍດາຍທີ່ພວກເຮົາໄດ້ພັດທະນາສໍາລັບການຜະລິດແລະການຂົນສົ່ງຂອງເຂົາເຈົ້າ, ເຮັດໃຫ້ຮູບເງົາເຫຼົ່ານີ້ໂດຍສະເພາະແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຕອບສະຫນອງທີ່ເປັນປະໂຫຍດຂອງ graphite, ໂດຍບໍ່ມີການຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງຂະບວນການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາພະລັງງານທີ່ໃຊ້ໃນປັດຈຸບັນ.
A 25-μm-ໜາ nickel foil (ຄວາມບໍລິສຸດ 99.5%, Goodfellow) ຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນເຄື່ອງປະຕິກອນ CVD ການຄ້າ (Aixtron 4-inch BMPro). ລະບົບໄດ້ຖືກລ້າງດ້ວຍ argon ແລະຍົກຍ້າຍໄປສູ່ຄວາມກົດດັນຂອງພື້ນຖານຂອງ 10-3 mbar. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ແຜ່ນ nickel ໄດ້ຖືກວາງໄວ້. ໃນ Ar/H2 (ຫຼັງຈາກ annealing the pre-annealing the Ni foil for 5 min, the foil is exposed to the pressure of 500 mbar at 900°C. NGF is deposited in a flow of CH4/H2 (100 cm3 each each) for 5 min. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກເຮັດໃຫ້ເຢັນກັບອຸນຫະພູມຕ່ໍາກວ່າ 700 ° C ໂດຍໃຊ້ Ar flow (4000 cm3) ຢູ່ທີ່ 40 ° C / ນາທີ, ລາຍລະອຽດກ່ຽວກັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການເຕີບໃຫຍ່ຂອງ NGF ແມ່ນໄດ້ອະທິບາຍຢູ່ບ່ອນອື່ນ30.
ຮູບຮ່າງດ້ານສະລິຍະຂອງຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກເບິ່ງເຫັນໂດຍ SEM ໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດ Zeiss Merlin (1 kV, 50 pA). ຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຕົວຢ່າງແລະຄວາມຫນາ NGF ໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍໃຊ້ AFM (Dimension Icon SPM, Bruker). ການວັດແທກ TEM ແລະ SAED ໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດ FEI Titan 80-300 Cubed ທີ່ຕິດຕັ້ງດ້ວຍປືນການປ່ອຍອາຍພິດພາກສະຫນາມຄວາມສະຫວ່າງສູງ (300 kV), ໂມໂນໂຄຣມເຕີປະເພດ FEI Wien ແລະເຄື່ອງແກ້ຄວາມຜິດກະຕິຂອງເລນ CEOS ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນສຸດທ້າຍ. ຄວາມລະອຽດ 0.09 nm. ຕົວຢ່າງ NGF ຖືກໂອນໄປຫາຕາຂ່າຍທອງແດງທີ່ເຄືອບດ້ວຍຄາບອນ lacy ສໍາລັບຮູບພາບ TEM ຮາບພຽງແລະການວິເຄາະໂຄງສ້າງ SAED. ດັ່ງນັ້ນ, ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງ flocs ຕົວຢ່າງຖືກໂຈະຢູ່ໃນຮູຂຸມຂົນຂອງເຍື່ອສະຫນັບສະຫນູນ. ຕົວຢ່າງ NGF ທີ່ຖືກໂອນໄດ້ຖືກວິເຄາະໂດຍ XRD. ຮູບແບບການແຜ່ກະຈາຍຂອງ X-ray ໄດ້ຮັບໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງວັດແທກການແຜ່ກະຈາຍຜົງ (Brucker, D2 phase shifter ກັບແຫຼ່ງ Cu Kα, 1.5418 Å ແລະເຄື່ອງກວດ LYNXEYE) ໂດຍໃຊ້ແຫຼ່ງຮັງສີ Cu ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງຈຸດ beam ຂອງ 3 ມມ.
ການວັດແທກຈຸດ Raman ຫຼາຍອັນໄດ້ຖືກບັນທຶກໄວ້ໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດປະສົມປະສານ (Alpha 300 RA, WITEC). ເລເຊີ 532 nm ທີ່ມີອໍານາດການກະຕຸ້ນຕໍ່າ (25%) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຜົນກະທົບທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນ. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) ໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນ spectrometer Kratos Axis Ultra ໃນໄລຍະພື້ນທີ່ຕົວຢ່າງຂອງ 300 × 700 μm2 ໂດຍໃຊ້ monochromatic Al Kα radiation (hν = 1486.6 eV) ຢູ່ທີ່ພະລັງງານຂອງ 150 W. ຄວາມລະອຽດຂອງ spectra ໄດ້ມາຢູ່ທີ່ ພະລັງງານສາຍສົ່ງຂອງ 160 eV ແລະ 20 eV, ຕາມລໍາດັບ. ຕົວຢ່າງ NGF ທີ່ໂອນໃສ່ SiO2 ໄດ້ຖືກຕັດອອກເປັນຕ່ອນ (3 × 10 mm2 ແຕ່ລະຄົນ) ໂດຍໃຊ້ເລເຊີເສັ້ນໄຍ PLS6MW (1.06 μm) ytterbium ຢູ່ທີ່ 30 W. ເສັ້ນລວດທອງແດງ (50 μmຫນາ) ໄດ້ຖືກ fabricated ໂດຍນໍາໃຊ້ເງິນວາງພາຍໃຕ້ກ້ອງຈຸລະທັດ optical. ການຂົນສົ່ງໄຟຟ້າແລະການທົດລອງຜົນກະທົບ Hall ໄດ້ດໍາເນີນຢູ່ໃນຕົວຢ່າງເຫຼົ່ານີ້ຢູ່ທີ່ 300 K ແລະການປ່ຽນແປງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງ ± 9 Tesla ໃນລະບົບການວັດແທກຄຸນສົມບັດທາງດ້ານຮ່າງກາຍ (PPMS EverCool-II, Quantum Design, USA). Transmitted UV–vis spectra ໄດ້ຖືກບັນທຶກໄວ້ໂດຍໃຊ້ Lambda 950 UV–vis spectrophotometer ໃນຊ່ວງ 350–800 nm NGF ທີ່ຖືກໂອນໄປຫາ substrates quartz ແລະຕົວຢ່າງອ້າງອີງຂອງ quartz.
ເຊັນເຊີການຕໍ່ຕ້ານສານເຄມີ (ຊິບ electrode interdigitated) ຖືກສາຍກັບກະດານວົງຈອນພິມທີ່ກໍາຫນົດເອງ 73 ແລະການຕໍ່ຕ້ານໄດ້ຖືກສະກັດອອກຊົ່ວຄາວ. ແຜ່ນວົງຈອນພິມທີ່ອຸປະກອນຕັ້ງຢູ່ແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບ terminals ຕິດຕໍ່ແລະວາງໄວ້ພາຍໃນຫ້ອງການຮັບຮູ້ອາຍແກັສ 74. ການວັດແທກຄວາມຕ້ານທານໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ທີ່ແຮງດັນຂອງ 1 V ດ້ວຍການສະແກນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຈາກ purge ກັບ exposure ອາຍແກັສແລະຫຼັງຈາກນັ້ນລ້າງອີກເທື່ອຫນຶ່ງ. ໃນເບື້ອງຕົ້ນຫ້ອງໄດ້ຖືກອະນາໄມໂດຍການລ້າງດ້ວຍໄນໂຕຣເຈນຢູ່ທີ່ 200 cm3 ເປັນເວລາ 1 ຊົ່ວໂມງເພື່ອຮັບປະກັນການກໍາຈັດການວິເຄາະອື່ນໆທີ່ມີຢູ່ໃນຫ້ອງ, ລວມທັງຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ການວິເຄາະສ່ວນບຸກຄົນໄດ້ຖືກປ່ອຍອອກມາຢ່າງຊ້າໆເຂົ້າໄປໃນຫ້ອງໃນອັດຕາການໄຫຼດຽວກັນຂອງ 200 cm3 ໂດຍການປິດກະບອກ N2.
ສະບັບປັບປຸງຂອງບົດຄວາມນີ້ໄດ້ຖືກຈັດພີມມາແລະສາມາດເຂົ້າເຖິງໄດ້ໂດຍຜ່ານການເຊື່ອມຕໍ່ຢູ່ດ້ານເທິງຂອງບົດຄວາມ.
Inagaki, M. ແລະ Kang, F. Carbon Materials Science and Engineering: ພື້ນຖານ. ສະບັບທີສອງດັດແກ້. 2014. 542.
Pearson, HO Handbook of Carbon, Graphite, Diamond ແລະ Fullerenes: ຄຸນສົມບັດ, ການປຸງແຕ່ງ ແລະການນຳໃຊ້. ສະບັບທໍາອິດໄດ້ຖືກດັດແກ້. 1994, ລັດນິວເຈີຊີ.
Tsai, W. et al. ຟິມ graphene/graphite ຫຼາຍພື້ນທີ່ກວ້າງເປັນ electrodes ໂປ່ງໃສບາງໆ. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ. ຟີຊິກ. Wright. 95(12), 123115(2009).
Balandin AA ຄຸນສົມບັດຄວາມຮ້ອນຂອງ graphene ແລະວັດສະດຸກາກບອນ nanostructured. ນັດ. ມັດ. 10(8), 569–581 (2011).
Cheng KY, Brown PW ແລະ Cahill DG ການນໍາຄວາມຮ້ອນຂອງຮູບເງົາ graphite ທີ່ປູກໃນ Ni (111) ດ້ວຍການລະບາຍຄວາມຮ້ອນຂອງອາຍພິດເຄມີຕ່ໍາ. ຄຳກິລິຍາ ມັດ. ການໂຕ້ຕອບ 3, 16 (2016).
Hesjedal, T. ການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງຮູບເງົາ graphene ໂດຍການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີ. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ. ຟີຊິກ. Wright. 98(13), 133106(2011).
ເວລາປະກາດ: 23-08-2024