1英尺長的石墨烯單晶見過沒？科學家用了啥神奇技術

1英尺長的石墨烯單晶見過沒？科學家用了啥神奇技術

美國萊斯大學科學家、新墨西哥州立大學與美國能源部橡樹嶺國家實驗室（ORNL）合作開發一種技術，可將單原子厚的石墨烯單晶不斷增長到前所未有的長度（1 英尺）。 透過這種技術，變得無限長的石墨烯將能應用于 roll-to-roll 卷繞對位技術產品。

石墨烯（Graphene）是一種只有單原子厚度的石墨，具有前所未有的強度和高導電性，但它仍還未能大規模生產以超越硅的應用。 有沒有一種辦法，可以將石墨烯增長到前所未有的大??？ 答案是有的，「把它放到風中吹」。

和利用傳統化學氣相沉積法（CVD）來生產石墨烯一樣，研究團隊將碳氫化合物（hydrocarbon）的氣體混合物噴到金屬晶箔上，但這次他們小心控制了分子局部沉積，用緩和的風將碳原子吹向新出現的石墨烯生長前緣。 隨著基底移動，碳原子不斷結成石墨烯單晶，最后長度達到 1 英尺（30.48 公分）。

橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory，縮寫 ORNL）解釋，當碳氫化合物接觸熱催化劑晶箔時，它們隨著時間生長成較大區域的碳原子簇，聚結覆蓋整個基底，而在足夠高的溫度下， 石墨烯的碳原子可以非晶生長。

而由于氣體混合物的濃度會影響單晶生長速度，因此在單個石墨烯晶體的現有邊緣附近供應化合物，可以比形成新團簇更有效地促進其生長。 為了確保最佳增長，有必要創建一道「風」以消除團簇形成，于是團隊在受控的緩和風環境下實驗，讓石墨烯晶體生長速度超過其他晶體，以至于石墨烯即使在多晶襯底上，也可以「選擇進化」成單晶。

這項研究發表在《自然-材料（Nature Materials）》期刊。

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