Epitaxial graphene prepared by chemical vapor deposition on single crystal thin iridium films on sapphire
采用脉冲激光沉积法在蓝宝石晶片上制备了几纳米厚的单晶Ir薄膜，并在薄膜上生长了均匀的单层石墨烯。这些石墨烯层具有单一的晶体取向和非常低的缺陷密度，如衍射、扫描隧道显微镜和拉曼光谱所示。它们的结构质量与在Ir块体单晶上生产的石墨烯的结构质量一样高，即比迄今为止使用的金属薄膜上的结构质量高得多。
2011-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Chemical vapor deposition growth of bilayer graphene in between molybdenum disulfide sheets
在二硫化钼片之间直接生长平坦的微米尺寸的双层石墨烯岛是通过在约800 °C下化学气相沉积乙烯来实现的。乙烯的温度辅助分解主要发生在二硫化钼台阶边缘。碳原子在这种高温下插入，并在沉积过程中，通过二硫化钼表面的缺陷，如台阶和皱纹。生长后的原子力显微镜图像显示，圆形平坦的石墨烯岛以高产率生长。它们由两个石墨烯层堆叠在一起，总厚度为0.74 nm。我们的研究结果表明，直接，简单和高产率的石墨烯/二硫化钼异质结构的生长，这可能是在未来的纳米电子和光电应用的高度重要性。
2017-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition Growth of Graphene using Other Hydrocarbon Sources
石墨烯因其独特的性质和广泛的应用前景吸引了众多的研究兴趣。来自气态烃源的化学气相沉积（CVD）已经显示出大规模石墨烯生长的巨大前景。然而，这种生长需要高生长温度，通常为1000°C。在这里，我们展示了一种改进的CVD路线，采用固体和液体烃原料，在低温下在铜箔上生长石墨烯。对于固体PMMA和聚苯乙烯前体，在低至400°C的生长温度下合成厘米级单层石墨烯膜。当使用苯作为烃源时，在低至300°C的生长温度下获得具有优异质量的单层石墨烯薄片。从第一性原理计算可以定性地理解成功的低温生长。我们的工作可能为经济方便的石墨烯生长铺平道路。
2011-02-28 cond-mat.mtrl-sci
The influence of residual oxidizing impurities on the synthesis of graphene by atmospheric pressure chemical vapor deposition
采用常压化学气相沉积法，在无抽气装置的条件下，在铜衬底上生长石墨烯。重点放在石墨烯合成和冷却过程中氢气存在的必要性。在生长步骤期间不存在氢或以缓慢速率冷却的情况下，在铜催化剂上获得主要由氧化碳和无定形碳组成的弱碳覆盖。氧化源于反应器气氛中不可避免地出现的残留氧化杂质。只有在生长步骤期间允许氢气进入时，才能在无真空炉内生长具有可观覆盖率的石墨烯。在形成之后，一旦通过快速冷却或氢气流将暴露在高温下的时间最小化，则保护其免受残余氧化污染物的破坏性影响。在这些条件下，实现了具有高结构质量的微米级六边形石墨烯畴。
2013-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Thermal decomposition and chemical vapor deposition: a comparative study of multi-layer growth of graphene on SiC(000-1)
本工作提出了一种比较的结构，化学和电子性能的多层石墨烯生长在SiC（000-1）通过使用两种不同的生长方法：热分解和化学气相沉积（CVD）。利用原子力显微镜（AFM）对样品的形貌进行了研究，并利用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行了大规模的观察。拉曼光谱用于评估多层石墨烯的结晶度和电子行为，并以非侵入性方式估计其厚度。虽然用两种不同方法获得的样品的结晶度是相当的，但我们的结果表明，CVD方法允许更好地控制生长的石墨烯的厚度。
2018-05-02 cond-mat.mtrl-sci
High-Yield Proximity-Induced Chemical Vapor Deposition of Graphene Over Millimeter-Sized Hexagonal Boron Nitride
我们提出了一种在六方氮化硼（h-BN）晶体上通过化学气相沉积石墨烯的无转移制备方法，该方法通过催化邻近效应，即通过Cu催化剂附近活化。我们证明了完全覆盖由单层石墨烯的半毫米大小的六方氮化硼晶体剥离在铜箔上生长之前。我们证明了铜催化剂的接近确保了高收率，生长速率估计在2μm/min至5μm/min之间。光学显微镜和电子显微镜以及共焦显微拉曼映射证实，石墨烯覆盖了h-BN晶体的顶表面，我们认为这是从支撑催化铜衬底的横向生长。原位生长的石墨烯的结构和电子输运表征呈现出约20，000 cm 2/（V.s）的电子迁移率。与通过将类似的CVD石墨烯手动转移到h-BN上获得的石墨烯/h-BN堆叠体的比较证实了自组装结构所达到的更好的中性。
2017-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of the self-limited growth in catalytic chemical vapor deposition of graphene
鉴于其潜在应用，晶片级连续单晶石墨烯层的开发是关键。为此，在这里，我们铺平了道路的朗缪尔吸附理论和二维结晶的框架中的石墨烯生长模型。具体而言，我们使用甲烷作为碳前体来模拟石墨烯在铜上的成核和生长。该模型导致识别的范围内的生长参数（温度和气体压力），唯一需要最终的表面覆盖的石墨烯。这成为解决多晶石墨烯层的连续性和晶粒尺寸的基本问题的宝贵工具。该模型与文献中现有的实验数据一致。在这里开发的石墨烯生长的“等高线图”和大石墨烯晶粒的优化生长的现有证据的基础上，为工程晶片级连续石墨烯膜提供了新的见解。
2013-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Graphene synthesis by chemical vapor deposition and transfer by a roll-to-roll process
我们通过化学气相沉积（CVD）在Ni箔上合成了厘米级单层到多层石墨烯（FLG）薄膜。我们证明了沉淀机制可能不是在Ni系统中通过CVD形成石墨烯的唯一重要机制，并且控制CVD过程中的冷却速率可能不是控制石墨烯膜厚度的适当方式。此外，我们是第一个展示厘米级FLG从镍箔转移到透明的柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯基板通过一个有效的卷到卷的过程。与刚性基底相比，在柔性Ni箔上合成石墨烯需要使用卷对卷转移工艺。
2010-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Transport Properties of Graphene Nanoribbon Transistors on Transport Properties of Graphene Nanoribbon Transistors on Chemical-Vapor-Deposition Grown Wafer-Scale Graphene
石墨烯纳米晶体管（GNR）场效应晶体管（FET）的宽度低至12 nm，已经通过电子束光刻使用晶圆级化学气相沉积（CVD）工艺来形成石墨烯。GNR FET的漏极电流调制在300 K时约为10，在4 K时增加到近106。最小电流的强温度依赖性表明CVD生长的GNR-FET的带隙开放。通过微分电导法估计提取的带隙为约0.1 eV。这项工作突出了CVD生长的大面积石墨烯的发展，并展示了纳米晶体管中带隙的开放。
2012-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large area graphene synthesis on catalytic copper foil by an indigenous electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition setup
报道了一种利用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术制备大面积石墨烯的新方法。设计并开发了一套独特的2.45 GHz永磁体型ECR PECVD系统，用于各种纳米结构和薄膜的生长。该装置具有独特的优点，以在比常规热CVD方法中由外部烘箱供应的热量低得多的附加衬底加热下合成大面积石墨烯。这里的主要热量由ECR等离子体提供。这里使用多晶铜箔作为催化衬底，其在暴露于ECR PECVD反应器内的前体气体等离子体下之前在共振氢等离子体内预退火。甲烷用作碳前体，氢气用作载气。氩气用于衬底的快速冷却，保持有利于石墨烯合成的合适热力学条件。通过控制生长温度、总压和合成时间，在不同的气体配比下进行合成。利用拉曼光谱对暴露的铜箔进行了表征，以研究在自制的反应器中合成的石墨烯的质量。
2019-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Chemisorbed Oxygen on the Growth of Graphene on Cu(100) by Chemical Vapor Deposition
理解铜衬底表面对称性和氧杂质对通过化学气相沉积生长石墨烯的影响对于开发用于生产高质量石墨烯的技术是重要的。因此，我们研究了在超高真空室中通过在清洁的Cu（100）表面和预先掺杂有化学吸附氧层的Cu（100）表面上催化分解乙烯来生长石墨烯。采用\emph{in-situ}低能电子衍射仪对石墨烯薄膜的晶体结构进行了表征。通过在乙烯中将清洁的Cu（100）衬底从室温加热到生长温度，形成外延石墨烯膜。晶体质量被发现强烈地依赖于生长温度。在900 $^\circ$ C下，形成了良好有序的双域石墨烯膜。发现在石墨烯生长之前用氧的化学吸附层预给药Cu（100）表面通过诱导石墨烯晶粒相对于Cu（100）基底的高得多的旋转无序度而不利地影响石墨烯覆盖层的晶体质量。用\emph{ex-situ}扫描电子显微镜监测成核初始阶段期间石墨烯岛的生长形态。通过在生长之前向Cu（100）表面预投加化学吸附氧层，观察到石墨烯岛的成核速率下降一个数量级。成核速率的这种降低导致形成大得多的石墨烯岛。因此，在石墨烯生长期间氧的存在影响在Cu（100）衬底上生长的膜内晶粒的相对取向和平均尺寸。
2014-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Chemical vapor deposited graphene: From synthesis to applications
石墨烯是一种具有巨大应用潜力的材料。因此，大量的努力致力于使用化学气相沉积（CVD）技术的大规模石墨烯生产。此外，研究旨在开发将石墨烯纳入现有生产技术和工艺流程的方法。在本文中，我们提出了一个简单的回顾现有的CVD方法用于石墨烯的合成。我们还讨论了将石墨烯转移到所需衬底上的可扩展方法。最后，我们讨论了潜在的应用，将受益于一个完全规模化的，半导体技术兼容的生产工艺。
2021-03-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Boron Nitride Substrates for High Mobility Chemical Vapor Deposited Graphene
化学气相沉积（CVD）石墨烯通常作为石墨烯器件制造的可扩展解决方案呈现，但迄今为止，这种石墨烯表现出比通过剥离产生的石墨烯更低的迁移率。使用氮化硼底层，我们实现了高达37，000 cm^2/Vs的迁移率，比通常报道的CVD石墨烯高一个数量级，并且优于大多数剥离的石墨烯。该结果表明，可扩展的高迁移率CVD石墨烯的障碍不是生长技术，而是选择使载流子散射最小化的衬底。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene films with large domain size by a two-step chemical vapor deposition process
石墨烯的基本性质使其成为一种有吸引力的材料，用于各种应用。已经开发了各种技术来生产石墨烯，最近我们发现通过在Cu箔上化学气相沉积（CVD）甲烷来合成大面积石墨烯。我们还表明，石墨烯在Cu上的生长是一个表面介导的过程，并且膜是多晶的，具有数十平方微米的区域。在本文中，我们报告的生长参数，如温度，甲烷流量和分压上的生长速率，域的大小，和表面覆盖的石墨烯的拉曼光谱，透射和扫描电子显微镜确定的效果。基于这些结果，我们开发了两步CVD工艺来合成具有数百平方微米面积的畴的石墨烯膜。扫描电子显微镜和拉曼光谱清楚地表明，通过改变生长参数的域尺寸的增加。透射电子显微镜进一步显示，畴相对于彼此以约13度至近30度的角度范围结晶旋转。对背栅FET进行的电输运测量表明，具有较大畴的整体膜倾向于具有较高的载流子迁移率，在室温下高达约16，000 cm 2 V-1 s-1。
2010-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Revealing the grain structure of graphene grown by chemical vapor deposition
在存在无序的情况下发生的物理过程：点缺陷、晶界等可能对石墨烯的电子性质具有不利影响。在这里，我们提出了一种方法来揭示石墨烯的颗粒结构的缺陷的选择性氧化和随后的原子力显微镜分析。这种技术提供了一种快速简便的替代不同的电子显微镜和衍射方法，并可用于快速反馈化学气相沉积生长的石墨烯样品的质量。
2011-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon Impurities on Graphene Synthesized by Chemical Vapor Deposition on Platinum
我们报告了纳米晶碳杂质与通过化学气相沉积（CVD）在铂上合成的石墨烯共存。我们观察到微米尺寸的岛状杂质层，其在光学显微镜或次级电子显微镜（SEM）中容易被误认为第二石墨烯层。岛的取向取决于Pt的结晶取向，如电子背散射衍射（EBSD）所示，表明石墨烯下方的无定形碳的生长。暗场TEM表明，除了均匀的单晶石墨烯之外，我们的样品还装饰有空间不均匀分布的纳米晶碳杂质。拉曼光谱显示出大的D峰，然而电特性显示出高迁移率（~ 6，000 cm 2/Vs），表明拉曼光谱在表征石墨烯的电子质量方面的局限性。
2013-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman and optical characterization of multilayer turbostratic graphene grown via chemical vapor deposition
我们通过大气压（AP）化学气相沉积（CVD）在铜上合成大面积石墨烯，并转移到二氧化硅晶片上。与铜上的低压（LP）CVD相反，光学对比度和原子力显微镜测量显示AP-CVD石墨烯包含显著的多层区域。拉曼光谱总是显示出一个单一的洛伦兹二维峰，但系统的差异，观察到的2D峰的能量，宽度和强度的单层和多层区域。我们得出结论，石墨烯多层膜生长的AP-CVD铜旋转无序。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dominant Kinetic Pathways of Graphene Growth in Chemical Vapor Deposition: The Role of Hydrogen
目前生产石墨烯最流行的方法是化学气相沉积，令人惊讶的是，常规供应H $_2$气体，即使它本身是副产物。在这项研究中，通过多尺度模拟确定主要的生长途径，我们明确地揭示了氢在石墨烯生长中发挥的核心作用。氢可以在一定程度上饱和生长的石墨烯岛的边缘，这取决于H $_2$压力。尽管在实验中已经观察到氢对石墨烯的蚀刻，但氢饱和实际上通过降低含碳物质的脱离速率来稳定石墨烯边缘。这样一个新的图片很好地解释了一些令人困惑的实验观察，也有助于二维原子晶体范德华外延生长协议的优化。
2017-11-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition System for Fast Synthesis of Epitaxial Graphene Under Ambient Pressure
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；The Institute of Science, Homi Bhabha State University（霍米·巴巴赫州立大学理学院）；St. Xaviers College（圣泽维尔学院）；Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育与研究学院）
本研究提出了一种快速热化学气相沉积系统，在常压下快速合成高质量单晶石墨烯，并展示了其在异质外延生长中的应用潜力。
2025-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopic characterization of stacking configuration and interlayer coupling of twisted multilayer graphene grown by chemical vapor deposition
采用化学气相沉积法（CVD）制备的多层石墨烯（MLG）是一种很有前途的电子和光电子器件材料。了解MLG的堆叠配置和层间耦合对于器件应用具有技术相关性和重要性。在这里，我们报道了一种扭曲的MLG（tMLG），这是由一个单层石墨烯堆叠在AB堆叠MLG的顶部，通过旋转一定的角度之间形成。tMLG的扭转角由扭转相关模式R和R '识别。随着N总层数的增加，tMLG薄片中观察到的层间剪切模式总是跟随AB堆叠的（N-1）LG的模式，而观察到的层间呼吸模式总是跟随AB堆叠的NLG的模式，与其扭转角无关。tMLG的层呼吸耦合与机械剥离的tMLG的层呼吸耦合几乎相同，这证明了通过CVD生长的MLG的高质量。本研究提供了一个可行的方法来探测堆叠配置和层间耦合的MLG的CVD或相关方法生长。这项工作也证明了通过CVD方法生长具有固定堆叠构型$e.g.$，t（1+ $n$）LG的MLG薄片的可能性。
2016-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Copper Vapor Catalyzing Role in the Growth of Graphene
本文发现石墨烯生长中蒸发的铜团簇可催化CH4分解，并在首层覆盖后主导多层生长，为双层及多层石墨烯的大面积可控生长提供新机制。
2025-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial (111) Films of Cu, Ni, and Cu$_xNi$_y$ on α-Al$_2$O$_3$(0001) for Graphene Growth by Chemical Vapor Deposition
评价（111）织构化的Cu、Ni和Cu $_x$ Ni $_y$的膜作为石墨烯的化学气相沉积的基底。在250 ℃至650 ℃的温度下，将400 nm至700 nm的金属厚度溅射到$α-$ Al $_2$ O $_3$（0001）的衬底上。然后将膜在管式炉中在1000 ℃下退火。X射线和电子背散射衍射测量表明，所有的薄膜具有（111）织构，但具有面内取向不同的晶粒$60^{\circ}$。所有薄膜的面内外延关系均为$[110]_{metal}$|| $[10\bar{1}0]_{{Al}_{2}{O}_{3}}$。在金属沉积之前在O $_2$中反应溅射Al导致超过97%的Ni膜的单一面内取向，但对Cu晶粒结构没有显著影响。透射电子显微镜显示干净的Ni/Al $_2$ O $_3$界面，确认了外延关系，并显示$60^{\circ}$孪晶晶粒的形成与Al $_2$ O $_3$表面上的特征相关。在退火过程中增加总压和Cu蒸气压降低了Cu和Cu $_x$ Ni $_y$薄膜的粗糙度。在Ni（111）膜上生长的石墨烯比在多晶Ni/SiO $_2$膜上生长的石墨烯更均匀，但仍然显示出在比晶粒之间的距离小得多的长度尺度上的厚度变化。
2012-05-03 cond-mat.mtrl-sci
AB-Stacked Multilayer Graphene Synthesized via Chemical Vapor Deposition: A Characterization by Hot Carrier Transport
我们报道了通过常压化学气相沉积在铜箔上合成AB堆叠的多层石墨烯，并展示了一种构建悬浮多层石墨烯器件的方法。在四端几何结构中，这种器件的特点是在温度低至240 mK和磁场高达14 T的热载流子输运。微分电导（dI/dV）在低温下纵向偏压V=0时表现出特征性的下降，表明由于弱的电子-声子耦合而存在热电子效应。在磁场下，通过增强的朗道能级内回旋声子散射，dI/dV下降的幅度减小。我们的研究结果为获得和理解AB堆叠的多层石墨烯提供了新的视角，这对未来基于石墨烯的应用很重要。
2012-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wafer Scale Homogeneous Bilayer Graphene Films by Chemical Vapor Deposition
双层石墨烯中电场诱导的带隙开放的发现为制造半导体石墨烯打开了新的大门，而无需积极的尺寸缩放或使用昂贵的衬底。然而，迄今为止，双层石墨烯样品仅限于μ m尺寸尺度，并且晶片级双层石墨烯的合成面临巨大挑战。在这里，我们报告均匀的双层石墨烯薄膜超过至少2英寸× 2英寸的面积，通过化学气相沉积在铜箔上合成，随后转移到任意基板。通过拉曼光谱、原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）证实了石墨烯膜的双层性质。重要的是，空间分辨拉曼光谱证实双层覆盖率超过99%。通过对双栅极双层石墨烯晶体管的电输运测量进一步支持膜的均匀性，其中在98%的器件中观察到带隙开放。
2010-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Transport in Chemical Vapor Deposited Graphene Synthesized on Cu: Quantum Hall Effect and Weak Localization
我们报告的电子性质的石墨烯合成的化学气相沉积（CVD）铜，然后转移到SiO2/Si。已经合成了晶圆级（高达4英寸）石墨烯膜，如光谱拉曼映射所示，主要由单层石墨烯组成。在由这种CVD石墨烯制造的微型器件上进行低温输运测量，显示双极场效应（开/关比约为5，载流子迁移率高达约3000 cm ^2/Vs）和“半整数”量子霍尔效应，这是单层石墨烯的固有电子性质的标志。我们还观察到弱本地化和提取信息的相位相干性和散射的载波。
2010-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthetic Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition on Copper Foils
石墨烯是一种单层共价键合的碳原子，它的发现引起了人们的强烈兴趣。使用机械剥离的石墨烯的初步研究揭示了其显着的电子，机械和热性能。大面积制备石墨烯薄膜及其应用的需求日益增长，发展迅速。在铜上的化学气相沉积已经成为获得质量与剥离的石墨烯相当的大规模石墨烯膜的最有前途的方法之一。在本章中，我们回顾了常压化学气相沉积法在铜箔衬底上生长石墨烯的合成和表征。我们还讨论了这种大规模合成石墨烯的潜在应用。
2013-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromagnetic Absorption as a Novel Tool in Chemical Vapor Deposition Toolbox: Ultra-Fast Growth of Continuous Graphene Film
该报告介绍了催化剂的电磁吸收作为优化石墨烯的化学气相沉积的新旋钮。最初沉积在催化剂铜箔一侧的铬膜吸收比普通铜箔高几倍的辐射热能，并以微尺度颗粒的形式迁移到箔的另一侧。该工艺涉及铜的局部熔化，这与增加的操作温度一起提高了生长石墨烯的结晶质量。铜的局部熔化取代了原本必要的退火工艺;大大降低了工艺持续时间和成本。现在，一个连续的石墨烯薄膜可以在短短五分钟内生长，提名该协议为有史以来最短的报告。这篇手稿中报告的观察结果除了促进石墨烯生长科学和技术之外，还提高了对金属混合物的一般知识。
2019-10-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Synthesis of large-area rhombohedral few-layer graphene by chemical vapor deposition on copper
菱形堆叠的少层石墨烯（FLG）由于其独特的电子性质而受到越来越多的关注，这些电子性质可能导致诸如超导性和磁有序等诱人的现象。到目前为止，对这种材料的实验研究主要受到难以将其隔离在厚度超过3个原子层的器件兼容尺寸的限制。在这项工作中，菱形石墨烯的厚度高达9层，面积高达~50平方微米，通过化学气相沉积（CVD）在悬浮的铜箔上生长，并通过无蚀刻分层转移到目标基板上。菱面体FLG的域被确定通过拉曼光谱，并被发现交替与Bernal堆叠FLG在同一晶体内的条纹状配置的域。显微拉曼光谱，原子力显微镜和光学显微镜的综合分析表明，菱形堆叠FLG的形成是强烈相关的铜基板的形态。Cu台阶聚束导致FLG的弯曲和沿择优晶体取向的层间位移，如通过电子显微镜实验确定的，从而诱导条纹状域。具有所报道的厚度和尺寸的菱面体FLG的生长和转移将促进对预测的非常规物理的观察，并最终增加其技术相关性。
2020-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural and optical properties of cobalt slanted columnar thin films conformally coated with graphene by chemical vapor deposition
采用掠射角沉积法制备了倾斜的钴雕刻柱状薄膜，随后采用低温化学气相沉积工艺涂覆石墨烯。石墨烯沉积过程保留了雕刻薄膜的形状和几何形状，这通过扫描电子显微镜证实。根据拉曼光谱结果，石墨烯涂层为两到三个单层厚，并且具有高缺陷浓度。在雕刻的薄膜内的石墨烯覆盖率由使用广义各向异性Bruggeman有效介质近似的广义光谱椭圆偏振法确定。石墨烯覆盖率以及薄膜的结构参数与电子显微镜和拉曼观察结果非常一致，并表明石墨烯涂层是保形的。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Selective adsorption of Carbon Dioxide from Mixed Vapors by Blockage of Methane in Graphene Nanoribbons
我们数值研究了CO $_2$和CH $_4$的混合物在石墨烯纳米带（NR）覆盖的石墨衬底上的吸附。NR是平的，平行于石墨表面，距离从6微米到14微米不等。我们表明，NR的石墨基板作为一个有效的CO $_2$过滤器。我们的研究是基于分子动力学（MD）模拟。甲烷被认为是球形分子，二氧化碳被表示为线性刚体。石墨被建模为连续材料，而NR原子地接近。我们观察到，当NR被放置在石墨表面上方6度处时，甲烷被阻挡在外，而CO $_2$分子可以扩散并被收集在NR和石墨表面之间。因此，CO $_2$的选择性极高。我们还观察到CO $_2$的初始吸附速率远高于CH $_4$。总体而言，我们表明，过滤器可以通过控制NR和NR-石墨分离之间的间隙来优化。
2020-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Transport in Nanoribbon Interconnects Obtained from Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition
我们研究了石墨烯纳米管（GNR）的互连从石墨烯化学气相沉积（CVD）生长。我们报告低场和高场的电气测量在很宽的温度范围内，从1.7到900 K。室温迁移率在100至500 cm 2/V/s的范围内，与来自剥离的石墨烯的GNR相当，这表明体缺陷或晶界在小于CVD石墨烯微晶尺寸的器件中几乎不起作用。在高电场下，峰值电流密度受到焦耳加热的限制，但少量的热工程使我们能够达到约2 x 10^9 A/cm 2，这是纳米级CVD石墨烯互连的最高报告。在低于~5 K的温度下，短GNR充当量子点，其尺寸与其长度相当，突出了金属接触在限制传输中的作用。我们的研究说明了CVD生长GNRs的机会，同时揭示了可变性和接触作为未来的挑战。
2012-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-monotonic temperature dependent transport in graphene grown by Chemical Vapor Deposition
研究了化学气相沉积（CVD）法生长的石墨烯的电阻率随温度的变化。我们在低迁移率CVD石墨烯器件中观察到低温下的强绝缘行为和高温下的金属行为，表现出非单调的温度依赖性电阻率，这一特征受到载流子密度调制的强烈影响。为了理解这种反常的温度依赖性，我们引入热激活的载流子在电子空穴水坑诱导随机分布的带电杂质。所观察到的电阻率的温度演变，然后从载流子，温度依赖的屏蔽和声子散射效应之间的热激活的竞争来理解。我们的研究结果表明，CVD生长的石墨烯的输运性质受到环境细节的强烈影响
2011-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect in Bernal Stacked and Twisted Bilayer Graphene Grown on Cu by Chemical Vapor Deposition
研究了用化学气相沉积法在铜衬底上生长的双层石墨烯的量子霍尔效应。空间分辨拉曼光谱表明Bernal（A-B）堆叠和旋转故障（扭曲）域的混合物。磁输运测量双层域与宽的2D带显示量子霍尔态（QHS）在填充因子$ν=4, 8, 12$符合Bernal堆叠双层，而磁输运测量在由窄的2D带定义的双层域显示QHS的两个独立的单层的叠加。在扭曲的石墨烯双层中测量的Shubnikov-de Haas振荡的分析提供了每层中的载流子密度作为栅极偏压和层间电容的函数。
2012-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic characterization of graphene films grown on Pt (111) surface by chemical vapor deposition of ethylene
本工作报告了通过在高真空中在保持在高温下的良好取向和仔细清洁的Pt（111）晶体表面上化学气相沉积（CVD）乙烯制备的石墨烯膜的独特性质。原位和非原位表征技术（低能电子衍射，高分辨率电子能量损失谱，扫描电子显微镜和拉曼显微光谱）在这里使用的指示的单层区域和两个不同的取向的石墨烯片相对于Pt（111）衬底的存在下的流行。在大多数沉积区域中，发现石墨烯晶格的压缩应力的证据，这是金属基底上生长过程的净结果。这种生长在Pt（111）上的石墨烯膜相对于Si/SiO2上的剥离的石墨烯表现出较低的有序度和均匀度，正如通常对于金属上的石墨烯所发现的那样，但是几种表征技术表明比先前在相同金属基底上的沉积实验中更好的质量。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-mobility, wet-transferred graphene grown by chemical vapor deposition
我们报告了在SiO $_2$和六方氮化硼（hBN）封装上湿转移后，通过化学气相沉积（CVD）生长的单层石墨烯的高室温迁移率。通过去除在单晶石墨烯和hBN之间的界面处捕获的污染物，我们实现了在室温下高达$\sim70000cm^2 V^{-1} s^{-1}$和在9K下高达$\sim120000cm^2 V^{-1} s^{-1}$的迁移率。这些是先前湿转移的石墨烯的两倍以上，并且与通过干转移制备的样品相当。我们还研究了多晶石墨烯中热退火和封装的组合方法，实现了室温迁移率$\sim30000 cm^2 V^{-1} s^{-1}$。这些结果表明，通过适当的封装和清洁，可以在通过CVD生长的样品中获得远高于$10000cm^2 V^{-1} s^{-1}$的室温迁移率，并使用常规的、容易扩展的基于PMMA的湿法方法转移。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature Tunable Fano Resonance by Chemical Doping in Few-layer Graphene Synthesized by Chemical Vapor Deposition
利用红外傅里叶变换光谱在室温下观察到了少层（~3）石墨烯中的类Fano声子共振。这种Fano共振是石墨烯中的离散面内晶格振动模式和连续电子激发之间的强电子-声子相互作用的表现。通过氨水化学掺杂，我们得到了不同的Fano线形状，从空穴掺杂的石墨烯中的反共振到n型石墨烯中的声子主导。当费米能级位于狄拉克点附近时，Fano共振表现出最强的干涉特征。带电声子表现出大大增强的振子强度，并随着电子密度的增加经历连续的频率红移。研究表明，随着费米能级的变化，声子耦合到不同的电子跃迁。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale structural and electrical properties of graphene grown on AlGaN by catalyst-free chemical vapor deposition
石墨烯（Gr）与氮化物半导体的集成对于高功率/高频电子学和光电子学中的应用是非常有趣的。在这项工作中，我们证明了在1350°C的温度下通过丙烷（C3 H8）化学气相沉积（CVD）在Al0.5Ga0.5N/蓝宝石模板上直接生长Gr。在优化C3 H8流速后，实现了均匀且保形的Gr覆盖，这被证明有利于防止AlGaN形貌的退化。X射线光电子能谱（XPS）显示Ga的损失和部分氧化的Al在近表面的AlGaN区域。这种化学改性的2 nm厚的AlGaN表面区域被证实通过截面扫描透射电子显微镜（STEM）结合电子能量损失谱（EELS），这也表明存在的Gr与部分sp2/sp3杂化的双层。拉曼光谱表明，沉积的Gr是纳米晶（与域大小为7 nm）和压缩应变。通过四点探针测量评价了15.8kOhm/sq的Gr薄层电阻，这与这些膜的纳米晶性质一致。此外，纳米级分辨率的电流映射由导电原子力显微镜（C-AFM）表示Gr载流子密度在介观尺度的局部变化，这可以归因于电荷从衬底转移的变化，由于AlGaN的局部氧化或Gr皱纹的存在。
2020-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Control and Characterization of Individual Grains and Grain Boundaries in Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition
对石墨烯的强烈兴趣已经推动了高质量石墨烯和石墨烯器件的可规模化生产。由于迄今为止合成的大规模石墨烯膜通常是多晶的，因此表征和控制通常被认为会降低石墨烯质量的晶界是重要的。在这里，我们研究了单晶石墨烯颗粒的环境CVD多晶铜合成，并显示如何合并晶粒之间的个别边界影响石墨烯的电子特性。石墨烯晶粒与Cu基体没有明确的外延关系，可以穿过Cu晶界。这些晶粒的边缘被发现主要是平行于锯齿形方向。我们发现，晶界给出了一个显着的拉曼“D”峰，阻碍电输运，并诱导突出的弱本地化指示的谷间散射在石墨烯。最后，我们展示了一种使用预图案化的生长种子来控制石墨烯成核的方法，开辟了一条无晶界的单晶石墨烯器件的可扩展制造路线。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Complete long-term corrosion protection with chemical vapor deposited graphene
尽管关于该主题有许多报道，但是能够提供长期保护（即，几个月）的金属仍然不可用。在这里，我们最终提出了一种聚合物-石墨烯混合涂层，包括两个单层的CVD石墨烯夹在三层聚乙烯醇缩丁醛之间，即使在暴露于模拟海水120天后，也能为商业铝合金提供完全的腐蚀保护。当我们比较相同厚度的仅聚合物涂层的结果时，石墨烯在混合涂层中发挥的重要作用是显而易见的，该涂层在仅仅30天后就无法保护金属。随着商业上可用的大面积CVD石墨烯的出现，我们的工作展示了一种直接的方法，可以扩展到其他二维材料和聚合物，用于长期保护各种相关金属和合金。
2018-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Direct Growth Graphene on Cu Nanoparticles by Chemical Vapor Deposition as Surface-Enhanced Raman Scattering Substrate for Label-Free Detection of Adenosine
我们提出了一种石墨烯/铜纳米粒子杂化物（G/CuNPs）系统作为腺苷检测的表面增强拉曼散射（SERS）基底。在甲烷和氢气的混合气体中，通过化学气相沉积法在平板石英上直接合成了包裹在单层石墨烯壳上的铜纳米颗粒。G/CuNPs对腺苷具有很好的SERS增强活性。证明血清中腺苷的最小检测浓度低至5 nM，校准曲线在5至500 nM范围内显示出良好的线性响应。研究了G/CuNPs对正常人尿样中腺苷的SERS检测能力，发现腺苷的特征峰仍能被识别。可再现的和超灵敏的增强拉曼信号可能是由于石墨烯层的存在。石墨烯壳能够富集和固定腺苷分子，这也可以有效地保持G/CuNPs的化学和光学稳定性。基于G/CuNPs体系，腺苷在不同基质中的超灵敏SERS检测有望在医学和生物技术领域得到实际应用
2015-03-01 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Carbon Capture from wet vapors
Howard University（霍华德大学）
研究通过分子动力学模拟揭示了在湿蒸汽条件下石墨烯基材料对CO2的高效吸附机制，表明水簇与基底的相互作用促进CO2吸附，并在低温下表现出更高的CO2捕获能力。
2025-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Graphene-TiS$_3$ heterojunction for selective polar vapor sensing at room temperature
本文研究了石墨烯-TiS_3二维异质结材料和TiS_3纳米带的室温极性气敏特性。采用化学气相传输法（CVT）合成了TiS 3纳米带，并通过扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、能量色散X射线谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等分析手段对样品的结构进行了表征。通过观察其电子行为的变化来评估TiS 3纳米带的气敏性能。感测装置在2D异质结Gr-TiS 3-Gr架构中用金触点和光刻图案化的石墨烯（Gr）电极制造。据观察，金接触的TiS 3器件具有相当线性的I-V特性，而Gr-TiS 3-Gr异质结形成具有较高肖特基势垒（250 meV）的接触。在室温下，相对湿度为55%和不同的乙醇蒸汽浓度（从2到20 ppm变化）的传感器的I-V响应记录。I-V曲线表明，通过吸附水和乙醇分子，Gr-TiS 3-Gr的电阻增加，具有相对高的传感响应（在2 ppm下约3353%）。我们的研究结果表明，选择性和稳定的响应，以低浓度的乙醇蒸汽（2 ppm），可以实现在室温下的瞬态响应和恢复时间约为6秒和40秒，分别。我们提出的设计展示了一种新的选择性分子识别方法，使用分析物蒸汽和2D材料的异质结之间的极性相互作用。
2020-05-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Precisely aligned graphene grown on hexagonal boron nitride by catalyst free chemical vapor deposition
在没有金属催化剂的情况下在h-BN上生长精确取向的石墨烯是非常重要的，这允许以可控的方式研究石墨烯/h-BN异质结构的有趣的物理性质和器件。在这份报告中，这种异质结构的制造和原子分辨率扫描探针显微镜研究。观察到莫尔图案，并且莫尔干涉法的灵敏度证明石墨烯颗粒可以与下面的h-BN晶格精确对准，误差小于0.05度。莫尔条纹的出现清楚地表明石墨烯通过范德华外延锁定在h-BN中，其界面应力大大释放。值得注意的是，石墨烯晶粒的边缘主要沿着扶手椅方向取向。这种石墨烯薄片中的场效应迁移率在环境条件下超过20，000cm2/V. s。该工作为石墨烯在h-BN上的原子工程打开了大门，并为基于石墨烯/h-BN异质结构的基础研究和电子应用提供了启示。
2013-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially resolved pump-probe study of single-layer graphene produced by chemical vapor deposition
采用空间和时间分辨泵浦-探测光谱技术，通过测量差分透射和差分反射，研究了化学气相沉积（CVD）法生长的单层石墨烯的载流子动力学。通过研究由1500 nm泵浦脉冲和1761 nm探测脉冲激发的载流子的高斯空间分布的扩展，我们观察到每秒5500平方厘米的热载流子扩散。我们还观察到，载流子密度分布的扩展降低到1 ps内的缓慢速率，这是出乎意料的。此外，通过使用810 nm的探测脉冲，我们观察到差分透射和反射都改变了符号，而且这种符号变化可以通过将石墨烯暴露于相对高通量的飞秒激光脉冲而永久地去除。这表明，稍后的差分透射和反射可能不是由载流子直接引起的，而是来自样品制造或转移过程中的一些残留材料。
2012-04-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spot Profile Analysis Low Energy Electron Diffraction of Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition Grown Epitaxial Few-Layer Graphene on Sapphire
University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；Faculty of Engineering, University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学工程学院）；Department of Chemistry and Waterloo Institute for Nanotechnology（化学系与滑铁卢纳米技术研究所）；Center for Nanointegration (CENIDE)（纳米集成中心）
研究利用高分辨率斑点轮廓分析低能电子衍射，确定等离子体增强化学气相沉积在蓝宝石上生长的少层石墨烯平均晶粒尺寸，生长后退火可增大晶粒尺寸，该方法能量化绝缘衬底上石墨烯结构相干性。
2026-07-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nitrogen-Doped Graphene Sheets Grown by Chemical Vapor Deposition: Synthesis and Influence of Nitrogen Impurities on Carrier Transport
通过成功合成n型和p型掺杂的石墨烯，将为实现石墨烯作为纳米电子学中的二维材料的实际应用提供重大进展。然而，仍然缺乏可靠的掺杂和对石墨烯晶格中由电离的施主或受主控制的带电杂质存在下的载流子输运的透彻理解。在这里，我们报告的实验实现少层氮掺杂（N掺杂）石墨烯片的化学气相沉积的有机分子1，3，5-三嗪铜金属催化剂。通过降低生长温度，氮掺杂的原子百分比从2.1%提高到5.6%。随着掺杂浓度的增加，N掺杂石墨烯片表现出从p型到n型的交叉行为，伴随着电子-空穴输运不对称性的强烈增强，表现出掺入的氮杂质的影响。此外，通过对X射线光电子能谱学、拉曼光谱和电学测量数据的分析，我们发现吡啶类和吡咯类N杂质在决定N掺杂石墨烯片中载流子输运行为方面起着重要作用。
2013-10-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prominent room temperature valley polarization in WS2/graphene heterostructures grown by chemical vapor deposition
我们研究了不同情况下的异质结构组成的WS 2单层生长的化学气相沉积（CVD）作为光学活性物质。我们发现，WS 2的谷极化的程度是由用于形成异质结构的材料类型的影响很大。我们的研究结果表明，WS 2和石墨烯（WS 2/Gr）之间的相互作用对温度相关的去极化（即随着温度的升高极化降低）有很强的影响，在近共振激发下，室温下的极化度达到24%。这与hBN包封的WS 2形成对比，其表现出仅11%的室温极化度。WS 2/Gr异质结构中观察到的低去极化速率归因于由于声子和从WS 2到石墨烯的快速电荷和能量转移过程而导致的几乎与温度无关的散射速率。在不同的异质结构配置之间的偏振度的显着变化也观察到在4K。在WS 2的K点和Γ点之间的价带附近的谷间空穴散射对直接环境敏感，导致观察到的变化。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemical-Vapor-Deposited Graphene as a Thermally Conducting Coating
我们使用双扫描技术对由不同衬底（即SiO2、Al 2 O3和PET）支撑的单层化学气相沉积-CVD-石墨烯进行扫描热显微镜测量，以去除对通过空气和悬臂的热通量的贡献。然后，通过采用一个简单的集总元件模型，我们开发了一种新的方法，允许确定，通过多步数值分析，纳米厚度的导热涂层的等效热性能。在这种特定情况下，我们发现，对于垂直于石墨烯平面的热注入，我们的CVD石墨烯热等效于与衬底完美接触的电导率Keff=2.5 ± 0.3mK和厚度teff=3.5 ± 0.3nm的涂层材料。对于SiO2基板，我们还测量了由2和4个CVD单层制成的堆叠，并且我们发现，有效热导率随着层数的增加而增加，并且在技术上可实现的层数下，预期与一个数量级的更厚的金属薄膜的热导率相当。这项研究提供了一个强大的方法来表征石墨烯的热性能，鉴于几个热管理应用。
2019-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Growth and properties of few-layer graphene prepared by chemical vapor deposition
研究了化学气相沉积法（CVD）制备的少层石墨烯（FLG）的结构、电学、力学和光学性能。原子分辨率透射电子显微镜（TEM）图像显示样品的高度结晶的单层部分改变为其中晶界通过化学键连接的多层域。这表明了两种不同的增长机制。CVD和碳偏析参与了生长过程，并导致了不同的结构形成.厘米尺度上的电学和力学性能的测量提供了大尺度结构连续性的证据：1）在电导率的温度依赖性中，在0 K附近的非零值表明电子输运的金属特征; 2）当用FLG（1.85GPa）覆盖时，原始聚碳酸酯膜的杨氏模量（1.37GPa）显著提高。后者表明FLG涂层的TPa数量级的非凡杨氏模量值。拉曼光谱和光学光谱支持上述结论。该样品可用作柔性透明电极，适用于特殊膜，在高分辨率TEM中检测和研究单个分子。
2009-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pulsed-mode metalorganic vapor-phase epitaxy of GaN on graphene-coated c-sapphire for freestanding GaN thin films
本文提出在石墨烯涂覆的c面蓝宝石上采用脉冲模式金属有机气相外延生长高质量GaN薄膜，并通过机械剥离制备自支撑GaN，用于可转移LED器件。
2023-12-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
DNA-decorated graphene chemical sensors
石墨烯是一种真正的二维材料，具有优异的电子特性和巨大的实际应用潜力。石墨烯作为化学传感器材料的前景已经被注意到，但是关于使用石墨烯的实际化学传感的工作相对较少，特别是如何使用化学官能化来使石墨烯对化学蒸气敏感。在这里，我们展示了一种通过使用单链DNA作为敏化剂来提高石墨烯作为化学传感器的能力的途径。由此产生的广泛的响应设备显示快速的响应时间，在室温下完全和快速恢复到基线，和几个类似的蒸汽分析物之间的歧视。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct growth of mm-size twisted bilayer graphene by plasma-enhanced chemical vapor deposition
等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术已被证明是一种有效的方法，可以实现高质量单层石墨烯（MLG）的单步合成，而不需要主动加热。在这里，我们报告的PECVD生长的单晶六方双层石墨烯（BLG）的薄片和毫米大小的BLG薄膜的层间扭曲角控制的生长参数。扭转角已确定由三种实验方法，包括通过扫描电子显微镜，分析的扭转角依赖的拉曼光谱特性，并测量莫尔周期的两个堆叠的单分子膜之间的晶体边缘的相对取向的直接测量。在mm尺寸的扭曲BLG（tBLG）膜中，平均扭曲角可以控制在0至约20 \degree，并且对于给定生长条件的角展度可以限制为< 7 \degree。利用Kelvin探针力显微镜和紫外光电子能谱学证实了MLG和BLG的不同功函数。基于小角度tBLG样品的背栅场效应晶体管器件的电学测量显示，在300 K下具有高质量的电学特性，绝缘温度依赖性低至100 K。这种受控的PECVD生长的tBLG因此提供了一种有效的方法来研究不同的莫尔电位对tBLG的影响。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generalized Phase Diagrams for Graphene CVD growth on Copper
National Laboratory of Solid State Microstructures（固体微结构物理国家重点实验室）；School of Physics, Nanjing University（南京大学物理学院）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures（先进结构协同创新中心）
研究通过化学气相沉积法控制石墨烯层数生长，基于相图框架和新的参数，分析了第一层横向扩展与第二层成核的竞争，并引入了热膨胀引起的基底应变和碳单体化学脱附效应，揭示了应变和脱附参数对双层石墨烯生长的影响。
2026-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Straining Graphene by Chemical Vapour Deposition Growth on Copper
应变可以用作调整石墨烯的电子性质的替代方式。在这里，我们证明，它是可以简单地通过改变铜上的石墨烯的化学气相沉积生长温度来调整石墨烯的均匀应变。由于石墨烯在铜系统上的冷却，我们可以在石墨烯上诱导均匀的压缩应变。通过拉曼光谱分析应变，其中观察到2D峰的位移，并将其与我们的铜上石墨烯系统的从头计算作为应变的函数进行比较。
2011-01-07 cond-mat.mtrl-sci
