Formation of hexagonal Boron Nitride on Graphene-covered Copper Surfaces
石墨烯覆盖的铜表面已暴露于环硼氮烷，（BH）3（NH）3，与所得的表面，其特征在于通过低能电子显微镜。尽管实验的目的是在石墨烯的顶部上形成六方氮化硼（h-BN），但是没有获得这样的层。相反，在孤立的表面区域，发现h-BN形成微米尺寸的岛，取代石墨烯。此外，在几乎整个表面上，观察到最初为石墨烯的层的性质以与混合h-BN/石墨烯合金（即h-BNC合金）的形成一致的方式变化。此外，在环硼氮烷的沉积之后，发现表面的一小部分由裸铜组成，表明上覆石墨烯的蚀刻。不能在石墨烯顶部形成h-BN层的讨论在下面的铜表面的催化行为和在石墨烯顶部的环硼氮烷的分解方面。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature synthesis of graphene-like carbon sheets from C2H2, CO2 and CO on copper foils
对于一些催化反应，如合成大面积和高质量的石墨烯，需要高温。所提到的石墨烯可以通过在800 - 1000 ℃下在铜箔上的化学气相沉积（CVD）工艺获得。在这里，我们描述了一种室温合成方法，首次从不同的碳源，包括乙炔，二氧化碳和一氧化碳，在铜箔上使用启发式方法，这是从催化剂科学中的一些电子促进剂的作用的启发。促进剂是增加催化活性的物质，但它们本身不是催化剂。在这项研究中，我们使用电荷来修改的电子效应的催化剂，这是由压电材料。
2016-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface enhanced infrared absorption spectroscopy for graphene functionalization on copper
CVD石墨烯的单层形式在表征目标共价官能化方面带来了至关重要的挑战，这是由于表面上接枝部分的量较低，这反过来又阻碍了得出关于反应性-性质关系的结论。由于对化学改性石墨烯的兴趣越来越大，因此迫切需要新的，可靠的和非破坏性的表征方法。在这里，我们证明了使用表面增强红外吸收光谱检测的特征振动模式的物种接枝到材料通过自由基（Meerwein芳基化）或亲核取代途径铜箔。这种现象是允许的适当的金属表面形态和没有信号可能已经得到既不是在Si/SiO2基板上，也不是裸铜。反应过程中铜箔表面发生局部腐蚀，形成SEIRA活性基底。使用反射-吸收和衰减全反射模式进行测量，具有几乎相同的结果，从而使得这种分析方法可行、实用、非破坏性且易于用于石墨烯官能化的常规表征。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Friction force microscopy: a simple technique for identifying graphene on rough substrates and mapping the orientation of graphene grains on copper
在单原子厚度下，使用常规技术将石墨烯与其基底区分开是具有挑战性的。在本文中，我们表明，摩擦力显微镜（FFM）是一种简单而快速的技术，用于识别石墨烯的范围内的样品，从生长基板粗糙的绝缘体。我们表明，FFM是特别有效的表征生长在铜上的石墨烯，它可以关联的石墨烯生长的三维表面形貌和映射的石墨烯的晶体取向非破坏性，可重复性和高分辨率。我们预计FFM对于研究其他金属/局部结晶衬底（包括SiC）上的石墨烯生长以及研究其他二维材料（如二硫化钼和六方氮化硼）的生长同样有效。
2013-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Large-Area Synthesis of High-Quality and Uniform Graphene Films on Copper Foils
石墨烯因其独特的能带结构和物理性质而引起人们极大的兴趣。如今，石墨烯仅限于小尺寸，因为它主要通过剥离石墨来生产。我们使用甲烷通过化学气相沉积在铜衬底上生长了厘米级的大面积石墨烯薄膜。该膜主要是单层石墨烯，其中小百分比（小于5%）的面积具有很少的层，并且在铜表面台阶和晶界上是连续的。碳在铜中的低溶解度似乎有助于使这种生长过程自我限制。我们还开发了石墨烯膜转移到任意衬底的工艺，并且在Si/SiO2衬底上制造的双栅场效应晶体管在室温下显示出高达4050 cm 2 V-1 s-1的电子迁移率。
2009-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Application of Machine Learning to Mechanical Properties of Copper Graphene Composites
虽然铜-石墨烯（Cu/Gr）复合材料由于其理论上的高强度和导电性而成为有前途的材料，但其设计受到影响其性能的大量变量的阻碍。我们将四种不同的机器学习（ML）模型应用于手动收集的数据集，这些数据集汇编了采用粉末冶金技术处理的石墨烯增强铜复合材料的屈服强度和极限拉伸强度。研究结果表明，ML模型可以较好地预测Cu/Gr复合材料的力学性能。特征分析为影响这些属性的最重要因素提供了新的见解。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
Model for computing kinetics of the graphene edge epitaxial growth on copper
一个基本的动力学模型，结合了耦合动力学的碳原子和二聚体在铜表面上被用来计算单层石墨烯岛的生长。计算了Cu[111]和Cu[100]表面上的岛边缘前进的速度作为生长温度和压力的函数。空间分辨的原子和二聚体的浓度分布的确定，并讨论了这些物种的生长速度提供的贡献。研究了热循环条件下的岛状生长。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math.AP
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
Electrochemical integration of graphene with light absorbing copper-based thin films
我们提出了一种电化学途径，用于集成石墨烯与光敏铜基合金用于光电应用。发现使用转移到玻璃上的化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯是坚固的衬底，在其上可以沉积1-2 μ m厚度的光电导Cu_{x} S膜。研究了生长参数对Cu_{x} S薄膜形貌和光电导性能的影响。电流-电压特性和光电导衰减实验进行与石墨烯作为一个接触和银环氧树脂作为其他。
2012-03-26 cond-mat.mtrl-sci
In Situ Characterisation of Graphene Growth on Liquid Copper-Gallium Alloys: Paving the Path for Cost-Effective Synthesis
本研究通过辐射模式显微镜和同步辐射X射线反射率技术原位表征了液态铜镓合金上的石墨烯生长，发现镓的加入降低了熔点并减弱了石墨烯粘附力，证实了在层质量与成本降低间权衡的可行性，为低成本合成和直接转移石墨烯提供了新途径。
2024-04-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Graphene-protected copper and silver plasmonics
等离子体激元学已成为物理学的一个分支，有望革新数据处理，改善光电子学，提高生物检测的灵敏度。等离子体激元装置的广泛使用由于缺乏适用于等离子体激元应用的稳定且廉价的金属膜而受到显著阻碍（除了高损耗之外）。考虑到可供选择的金属化合物的数量，这似乎令人惊讶。不幸的是，它们中的大多数要么表现出强阻尼的表面等离子体或容易氧化和腐蚀。为此，一直在持续寻找替代的等离子体材料，其与金不同，是等离子体中当前选择的金属，与互补金属氧化物半导体技术兼容。在这里，我们表明，石墨烯保护的铜和银是可行的候选者。覆盖有一到几个石墨烯层的铜膜显示出优于金膜的优异的等离子体特性。它们可用于制造等离子体激元器件，即使在潮湿和腐蚀的条件下也能存活至少一年。作为概念的证明，我们使用石墨烯保护的铜来展示介电加载的等离子体波导和表面等离子体共振的测试灵敏度。我们的研究结果可能会引发石墨烯保护等离子体的广泛使用。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic and electronic structure of graphene oxide/Cu interface
采用X射线光电子能谱（XPS）、价带谱、光受激电子发射（OSEE）和基于密度泛函理论的模拟方法研究了电泳沉积法（EPD）在铜表面制备氧化石墨烯（GO）的过程。XPS谱的比较EPD制备的GO/Cu复合材料与那些制备的GO，强烈还原的GO，纯铜和氧化的铜证明部分（直到C/O比约2）从GO的含氧官能团的去除，同时在金属基底上的氧化铜类层的形成。OSEE测量证明了系统中存在氧化铜相，同时不存在具有相应能隙的GO的贡献。所有的测量都证明了对于铜表面的不同GO覆盖厚度的结果的相似性。理论模拟表明，只有当C/O比小于2时，含氧官能团才能从GO迁移到铜衬底上，并且在GO层中的能隙消失的同时，衬底和GO之间形成Cu-O-C键。根据实验测量和理论计算结果，提出了Cu/GO界面的原子结构模型为Cu/CuO/GO，其中无带隙GO中C/O比约为2。
2018-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Stability of boron-doped graphene/copper interface: DFT, XPS and OSEE studies
研究了通过含有硼源的鼓泡器使用两种不同流量的Ar合成的两种不同类型的硼掺杂石墨烯/铜界面。X射线光电子能谱（XPS）和光激电子发射（OSEE）测量表明，硼掺杂的石墨烯涂层提供了铜基底的高耐腐蚀性，并且碳覆盖层的氧化痕迹很轻。密度泛函理论计算表明，对于替代型（石墨型）硼缺陷的情况，只有硼杂质附近的氧化在能量上是有利的，而空位的产生会导致铜衬底的氧化在能量上是不利的。在该区域的非石墨硼缺陷氧化的情况下，附近的杂质是亚稳态的，其不仅防止氧化，而且制造硼掺杂的石墨烯。氧还原反应的模拟表明，这些材料的高催化性能。
2018-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Mechanically prepared copper surface in oxidizing and non-oxidizing conditions
在本工作中，通过接触式轮廓仪和分形分析，对经过机械表面处理工艺（抛光、研磨、喷砂）以及在700 ° C和750°C的非氧化性（高纯氩气）和氧化性（空气）条件下暴露后的铜样品的表面粗糙度进行了评估。通过分形分析可以定量描述传统方法看不到的表面，例如，在本工作中，氧化层下的Cu 2 O/Cu边界的粗糙度已被评估。已经指出，在氧化和非氧化条件下，铜的初始表面粗糙度都受到高温退火的影响：与热处理前的表面粗糙度相比，抛光和研磨样品在700°C下的表面粗糙度增加，但在750°C下的表面粗糙度降低。对于氧化和非氧化条件下的喷砂样品，在750°C下获得表面粗糙度参数的最低值。结果表明，铜与氧的化学反应和高温退火引起的铜表面扩散是造成这种效应的两个主要原因。
2020-11-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Carbon riveted Pt/MnO2-Graphene catalyst prepared by in situ carbonized L-ascorbic acid with improved electrocatalytic activity and stability
采用微波辅助多元醇法制备了Pt/石墨烯和Pt/MnO 2-石墨烯催化剂。电化学结果表明，Pt/MnO 2-Graphene具有较高的电催化活性和稳定性。在此基础上，以L-抗坏血酸为原料，设计并合成了碳铆接Pt/MnO 2-Graphene催化剂。碳铆接Pt/MnO 2-催化剂的稳定性显著提高。
2020-12-06 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Identifying and abating copper foil impurities to optimize graphene growth
本研究识别CVD生长石墨烯后铜箔杂质的本征与外部两类来源，并证明适当封闭可消除石英管二氧化硅污染、电解抛光可显著减少本征杂质。
2023-09-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strong Enhancement of Thermal Properties of Copper Films after Chemical Vapor Deposition of Graphene
我们证明了在Cu膜上化学气相沉积石墨烯强烈地增强了它们的热扩散率和热导率。石墨烯的沉积使9微米（25微米）厚的Cu膜的热导率在室温附近增加高达24%（16%）。有趣的是，所观察到的石墨烯涂覆的Cu膜的热性能的改善主要是由于在石墨烯沉积期间Cu形态的变化以及与其相关的温度处理，而不是石墨烯作为额外的热传导通道的作用。通过石墨烯涂层提高金属薄膜的热性能可能导致在电子电路和冶金中的应用。
2013-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Uniform wafer-scale synthesis of graphene on evaporated Cu (111) film with quality comparable to exfoliated monolayer
单层石墨烯已经在标准氧化Si 100 mm晶片上的结晶Cu（111）膜上生长。单层石墨烯表现出高均匀性（>97%覆盖率），在整个晶片上具有不可测量的缺陷（>95%缺陷-可忽略不计）。这些结果的关键是蒸发的铜膜的相变从非晶结晶的生长温度下，通过X射线衍射和电子背散射衍射证实。值得注意的是，铜膜的相变观察技术普遍存在的氧化硅晶片的氧化物是一个标准的非晶热氧化物。离子质谱表明，铜膜可以在氢退火过程中有意地富含氢，这随后提供了具有低缺陷密度的唯一碳质前体的石墨烯生长。由于强的六方晶格匹配，石墨烯域与Cu（111）域对齐，表明通过最大化铜晶粒尺寸来增加石墨烯晶粒的途径。在柔性聚酰亚胺薄膜上制造的石墨烯晶体管产生峰值载流子迁移率~ 4，930 cm 2/Vs。
2012-05-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Growth from Below: Bilayer Graphene on Copper by Chemical Vapor Deposition
我们评估了第二个石墨烯层如何在化学气相沉积（CVD）过程中在铜箔上形成和生长。使用低能电子衍射和显微镜来揭示第二层成核并靠近衬底生长，即，在石墨烯层下面。这种底层机制可以促进均匀的单层膜的合成，但对通过CVD生长均匀的双层膜提出了挑战。我们还表明，掩埋层和覆盖层具有相同的边缘终止。
2012-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Extended characterization methods for covalent functionalization of graphene on copper
石墨烯是一种在广泛应用中具有巨大潜力的材料，对于每一种应用，都需要对材料特性进行特定的调整。这可以例如通过共价官能化来实现。我们已经开发了两种表面接枝的方案，无论是通过重氮盐还是通过亲核交换，直接在铜基底上进行石墨烯共价修饰，这是常规用于材料的合成，并研究了与其他基底相比反应性的差异。通过拉曼和表面增强拉曼光谱、质谱、X射线光电子能谱学和扫描电子显微镜与能量色散X射线光谱证实了成功的功能化。此外，我们还发现铜衬底可以作为增强拉曼光谱的等离子体表面。此外，共价接枝显示出耐受转移过程，从而允许从铜到其他衬底的事后转移。该方案避免了湿法加工，并实现了功能化石墨烯的全气相转化，从而消除了主要污染源。
2021-07-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Three-Dimensional Nanoporous Graphene Substrate for Surface-Enhanced Raman Scattering
以纳米多孔铜为催化剂，采用化学气相沉积法制备了三维纳米多孔石墨烯薄膜。所得的纳米多孔石墨烯具有与下面的铜基板相同的平均孔径。我们的表面增强拉曼散射（SERS）的调查表明，石墨烯的纳米孔隙率显着提高了石墨烯作为基板的SERS效率相比，平面石墨烯基板。
2014-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Remarkably Enhanced Dynamic Oxygen Migration on Graphene Oxide Supported by Copper Substrate
氧化石墨烯（GO）的动态共价性质是广泛的科学领域和技术应用的基本兴趣。获得用于可逆地断裂/重整GO上的氧官能团的共价键的可行的动态反应仍然是一个挑战，尽管这些反应可以通过光子或机械途径诱导，或者通过吸附的水介导。利用密度泛函理论计算，我们证明了在铜衬底支撑的氧化石墨（GO@copper）上，氧的动态迁移过程明显增强，并伴随着相邻环氧基和羟基之间的C-O键断裂反应和质子转移.与GO上相比，GO@ Cu上氧迁移的能垒大大降低，其能垒小于或相当于热涨落，同时GO与铜衬底之间的晶体匹配诱导了GO@ Cu上新的氧迁移路径。这项工作有助于理解金属基底增强的GO动力学性质，并证明了调整二维界面氧基团活性以用于各种潜在应用的策略。
2022-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Varying Electronic Coupling at Graphene-Copper Interfaces Probed with Raman Spectroscopy
随着石墨烯在铜上的合成成为基础研究和工业应用的主要制备方法之一，石墨烯/铜系统的拉曼光谱需要定量地了解它们的相互作用如何影响石墨烯的电子结构。利用多波长拉曼光谱，我们研究了三种类型的石墨烯绑定在铜：石墨烯生长在铜箔和Cu膜/SiO2，和铜蒸发剥离石墨烯。前两个样品的2D峰值频率比1.96 eV激发的预期高约17 cm-1，即使考虑应变的影响。更值得注意的是，2D中的上移随着激发能的增加而降低。基于使用铜蒸发石墨烯的对照实验，我们揭示了光谱异常是由石墨烯的电子带中的环境依赖性非线性色散引起的，并确定了电子修饰的程度。我们还表明，大上移的G和2D峰起源于差分热膨胀的铜可以显着减少背衬铜膜与介电基板的微不足道的热膨胀。在这项研究中提出的石墨烯和铜之间的电子耦合的定量分析将是非常有用的，在表征生长的石墨烯，并可能在其他形式。
2020-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Electronic conduction in copper-graphene composites with functional impurities
本文利用从头算DFT研究煤衍生类石墨烯加入FCC铜后的电子传导，发现功能杂质与环形无序会引发电荷局域化并破坏电子连续流动，晶体取向和石墨烯纯度显著影响电子输运各向异性，强调了结构应力对改善导电性的重要性。
2025-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of monolayer-formation time for the synthesis of graphene on copper/nickel/silicon using very-low pressure pulses of methane
在铜上化学气相沉积（CVD）石墨烯是大面积生产高质量石墨烯的最有效技术之一。然而，目前仍然需要高压和大量的前体气体。这项工作的目的是使用来自气体动力学理论的单层形成时间概念（t）来沉积石墨烯，这导致前体气体的经济化、工艺压力的最小化和生长石墨烯单层所需的时间。我们的工艺设计考虑到t对压力、气体质量粒子、粘附系数和生长温度的依赖性。因此，通过这种替代方法，基于CVD，但使用非常低的前体气体压力瞬时脉冲（~10^-4 Pa），我们将沉积时间减少到10 s的量级。我们在低于1000摄氏度的温度下，在高真空（HV）条件下，以甲烷（CH 4）作为前体气体进行了这些过程。在对样品进行拉曼光谱和绘图以及扫描电子显微镜（SEM）表征后，结果表明在溅射的铜和硅衬底上形成了高质量的单层石墨烯，覆盖了10^4微米^2的畴面积。
2014-09-17 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
Restoring self-limited growth of single-layer graphene on copper foil via backside coating
通过化学气相沉积（CVD）在铜表面上生长单层石墨烯（SLG）是非常流行的，因为自限制效应阻止了少层石墨烯（FLG）的生长。然而，均匀SLG的CVD生长的再现性仍然是一个主要的挑战，特别是如果想要避免重表面处理、单晶衬底和昂贵的设备来控制生长系统内的气氛。我们在这里证明，背面钨涂层的铜箔允许独家增长的SLG与全覆盖的大气压CVD实施在一个真空的装备。我们发现，FLG补丁的情况下，有关的背面上的甲烷的分解的情况下，因此抑制C扩散通过铜。从石墨烯的大规模生产的角度来看，这种方法构成了对传统CVD生长工艺的显著改进，因为（1）不再需要对烃流的严格控制来避免FLG形成，并且因此，（2）可以显著缩短达到完全覆盖所需的生长持续时间。
2018-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Unexpectedly Spontaneous Water Dissociation on Graphene Oxide Supported by Copper Substrate
水解离在科学领域中具有根本的重要性，并且在各种技术应用中引起了相当大的兴趣。然而，破坏水分子内的O-H键的高活化势垒已被确定为瓶颈，即使对于吸附在氧化石墨烯（GO）上的水也是如此。在此，使用密度泛函理论计算，我们证明了水分子可以在由铜衬底（111）表面支撑的GO（Copper-GO）上自发解离。该过程涉及质子从水转移到界面氧基团，以及与GO共价键合的氢氧化物。与GO上的水解离势垒相比，铜-GO上的水解离势垒显著降低至小于热波动或与热波动相当。这归因于铜基底和GO之间的轨道杂化相互作用，其增强了GO基面上的界面氧基团对水解离的反应活性。我们的工作提供了一种新的策略，通过衬底增强的反应活性的界面氧基团在GO上访问水解离，并表明衬底可以作为一个重要的关键，调整各种二维材料器件的催化性能。
2023-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Lattice initialisation and finite-size effects of non-equilibrium molecular dynamics simulations for heat transfer across graphene-copper interfaces
University of Twente（特温特大学）；Centrum Wiskunde & Informatica（数学与计算机科学中心）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；NLR - Royal Netherlands Aerospace Centre（荷兰皇家航空航天中心）
研究通过非平衡分子动力学模拟铜-石墨烯-铜界面热传输，发现卡皮查电阻对晶格初始化等域配置敏感，两种初始化策略下电阻有两倍差异，且与传统预期不同，还指出铜晶格电导率有域尺寸和温度依赖性。
2026-07-21 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
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
Compressive mechanical response of graphene foams and their thermal resistance with copper interfaces
本文报道了用化学气相沉积（CVD）法制备的石墨烯泡沫（GFs）的压缩力学响应和铜（Cu）与GFs之间的热阻（$R_{TIM}$）。我们观察到GF的杨氏模量（$E_{GF}$）和压缩强度（$σ_{GF}$）与GF的密度（$ρ_{GF}$）呈幂律关系。压缩过程中所有GF的最大吸收能量效率（$η_{max}$）大于~0.39。我们还发现，具有较高$ρ_{GF}$的GF显示较大的$η_{max}$。此外，我们观察到，当$ρ_{GF}$从4.7增加到31.9 $mg/cm^3$时，在室温下施加0.25 MP接触压力的Cu/GF的测量$R_{TIM}$从~50增加到~90 $mm^2K/W$。
2017-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Taxonomy of defects in semi-dry transferred CVD graphene
本文通过半干法转移CVD石墨烯并保留铜衬底进行位置对应表征，揭示了裂纹、褶皱、孔洞和撕裂等转移后缺陷的来源，为优化石墨烯生长与转移工艺提供指导。
2025-08-21 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Raman Spectroscopy Study of Annealing-Induced Effects on Graphene Prepared by Micromechanical Exfoliation
在这份报告中，我们报告了拉曼光谱研究退火诱导的影响，石墨烯样品制备的微剥离方法。结果表明，在热退火过程中，随机定位的粘合剂残留物经常污染附近的石墨烯片。石墨烯上的污染物可以薄至约1 nm，但会产生几个强度异常强的新拉曼谱带。我们还发现，它们的强度强烈依赖于激发波长，这意味着石墨烯诱导的拉曼增强可能是可操作的。目前的研究还表明，石墨烯可以选择性地对某些分子种类的结合敏感，这可以用于有趣的应用。
2011-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Functional single-layer graphene sheets from aromatic monolayers
我们展示了如何使用低能电子辐照和随后的退火将铜基底上的芳香分子自组装单层转化为高质量的单层石墨烯。我们在原子尺度上表征了这种二维固态转变，并通过互补的显微镜和光谱技术以及电输运测量研究了所形成的石墨烯片的物理和化学性质。作为衬底，我们成功地使用Cu（111）单晶和技术相关的多晶铜箔。
2014-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bottom-up Synthesis of Metastable 2D Hexagonal Copper(I) Iodide on Monolayer and within Bilayer Graphene
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Leibniz Institute of Photonic Technology (Leibniz-IPHT)（莱布尼茨光子技术研究所）；Ulm University（乌尔姆大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Leibniz Institute of Surface Engineering (IOM)（莱布尼茨表面工程研究所）
本研究通过气相法在石墨烯上低温合成亚稳态二维六方碘化亚铜，利用铜网格和HI蒸气实现选择性成核与生长，为宽带隙器件提供新途径。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanofaceting as a stamp for periodic graphene charge carrier modulations
单原子薄石墨烯片的特殊电子特性引发了许多原始的传输概念，将量子物理学推向了电子，光电子和热电器件技术的领域。在概念上的支点是石墨烯载流子的特定二维无质量狄拉克费米子特性及其通过内在或外在手段的意志修改。在这里，不同的电子和结构石墨烯修饰之间的界面有望实现令人兴奋的物理和功能，特别是当以原子精度制造时。在这项研究中，我们表明，准周期调制的掺杂水平可以印到纳米级的单层石墨烯片。相邻的铜表面允许沿着特定的铜高对称方向以每平方厘米10^13个载流子的密度交替石墨烯载流子密度。该过程由高温石墨烯化学气相沉积期间的自组装铜刻面过程触发，该过程在原子水平上定义了不同石墨烯掺杂水平之间的界面。
2016-04-02 cond-mat.mtrl-sci
On the charge transfer between single-walled carbon nanotubes and graphene
了解单壁碳纳米管（SWNTs）和石墨烯之间的电子相互作用，以便在多功能混合器件中有效地使用它们是很重要的。在这里，我们沉积单壁碳纳米管束石墨烯覆盖的铜和SiO2基板通过化学气相沉积和研究它们之间的电荷转移拉曼光谱。我们的研究结果表明，在铜和SiO2衬底上，石墨烯给单壁碳纳米管的电子，导致p型掺杂的石墨烯和n型掺杂的单壁碳纳米管。
2014-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Growth on Copper Substrate by LAMMPS Simulation
City University of Hong Kong（香港城市大学）
通过LAMMPS模拟研究铜基底上石墨烯生长过程，分析不同温度下的沉积特性，并改进势函数选择以提高模拟稳定性。
2025-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Controllable Freezing Transparency for Water Ice on Scalable Graphene Films on Copper
本研究首次提出石墨烯在铜上的“冻结透明性”概念，发现CVD石墨烯不改变铜上水冻结温度曲线，且通过化学功能化可实现对冻结行为的可控调节或消除透明性。
2024-03-22 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
Enhanced Electron Transport in Thin Copper Films via Atomic-Layer Materials Capping
采用基于密度泛函理论和非平衡格林函数的第一性原理计算，研究了表面终止对纳米铜片电子输运性质的影响.以理想的、干净的（111）表面和氧化的表面作为基线，我们探索了用石墨烯、六方硝酸硼、二硫化钼和锡烯覆盖平板的效果。与理想表面相比，表面氧化物抑制弹道电导的因子为10。用石墨烯覆盖理想的铜表面略微增加电导，但MoS $_2$和锡烯由于在界面处的更强的相互作用而具有相反的效果。有趣的是，我们发现用石墨烯或MoS $_2$覆盖原子级粗糙的铜表面，由于减少了散射，每单位长度的电阻分别降低了20%和13%。在这项工作中提出的结果表明，二维材料可以用作超薄内衬金属互连技术，而不会增加互连线电阻率显着。
2018-05-03 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
Operando Characterization and Molecular Simulations Reveal the Growth Kinetics of Graphene on Liquid Copper during Chemical Vapor Deposition
本文结合原位光学显微与机器学习势自由能模拟，建立微动力学模型，揭示液态铜上石墨烯CVD生长的混合动力学机制，并阐明抑制二聚体附着和低势垒开环自修复是提升石墨烯质量的关键。
2024-03-19 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Going beyond copper: wafer-scale synthesis of graphene on sapphire
石墨烯在电子学、光电子学和光子学中的采用受到以下阻碍：难以在技术相关的衬底上获得高质量的材料、超过晶片级尺寸并且金属污染水平与工业要求兼容。迄今为止，石墨烯在绝缘衬底上的直接生长已被证明是具有挑战性的，通常需要金属催化剂或产生有缺陷的石墨烯。在这项工作中，我们展示了一种无金属的方法，在市售的反应器中，通过化学气相沉积（CVD）在c平面蓝宝石衬底上获得高质量的单层石墨烯。我们通过低能电子衍射（LEED）、低能电子显微镜（LEEM）和扫描隧道显微镜（STM）测量确定蓝宝石的富Al重构根31 R9对于获得外延石墨烯是至关重要的。拉曼光谱和电输运测量揭示了高质量的石墨烯，其迁移率始终高于2000 cm 2/Vs。我们将该工艺扩展到4英寸和6英寸的晶圆尺寸，并证明金属污染水平在后端线（BEOL）集成的限制范围内。这里介绍的生长过程建立了一种在技术上可行的基础上合成晶片级石墨烯膜的方法。
2019-07-02 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
Electrical Conductivity of Copper-Graphene (Cu-Gr) Composites: The Underlying Mechanisms of Ultrahigh Conductivity
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）
研究揭示了铜-石墨复合材料导电性的提升机制，发现石墨连续性、特定表面积及铜基材形状对导电性有显著影响，证明通过优化石墨和铜可实现17.1%的导电性提升。
2025-12-03 cond-mat.mtrl-sci
A light-weight and high thermal performance graphene heat pipe
热管是电子和电力系统中最有效的散热工具之一。目前，热管通常由铜、铝或不锈钢制成。热管由于其相对较高的密度和有限的传热能力，在电力电子和功率模块中面临着迫切的挑战。在本文中，我们报告了一类新的石墨烯增强热管，可以应对这些问题。石墨烯增强热管由高导热率石墨烯组装膜和具有纳米结构增强内表面的石墨烯层压铜膜制成。研究表明，显着提高的散热能力，6100 W m-2 K-1 g-1，约3倍高于铜基商业热管可以实现。这为在轻质和大容量冷却应用中使用石墨烯增强热管铺平了道路，如航空电子设备，汽车电子设备，笔记本电脑，手机和空间电子设备等许多系统所需。
2020-02-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Single-step deposition of high-mobility graphene at reduced temperatures
目前在铜上化学气相沉积（CVD）石墨烯的方法由于多个处理步骤以及制备铜和诱导随后的膜生长所需的高温而复杂化。在这里，我们展示了一种等离子体增强CVD化学，使整个过程在一个步骤中，在降低的温度（< 420 ℃），并在几分钟内发生。铜箔上的生长被发现从排列良好的畴阵列成核，并且随后的膜具有亚纳米平滑度、优异的结晶质量、低应变、很少的缺陷和高达（6.0 +- 1.0）x 10^{4} cm^{2}V^{-1}s^{-1}的室温电迁移率，优于来自热CVD生长的大的单晶石墨烯。这些结果表明，升高的温度和结晶衬底对于合成高质量石墨烯是不必要的。
2015-06-05 cond-mat.mtrl-sci
High mobility dry-transferred CVD bilayer graphene
我们报道了高质量化学气相沉积（CVD）双层石墨烯（BLG）的制备和表征。特别是，我们表明，CVD生长的BLG可以机械地从铜箔分离的六方氮化硼（hBN）晶体后，铜BLG接口的氧化。共焦拉曼光谱揭示了AB-堆叠顺序的BLG晶体和高的结构质量。从对完全封装的hBN/BLG/hBN霍尔棒器件的传输测量中，我们提取了在2 K下高达180，000 cm $^2$ /（Vs）和在300 K下高达40，000 cm $^2$ /（Vs）的电荷载流子迁移率，优于最先进的CVD双层石墨烯器件。此外，我们显示了一个开关比超过10,000和带隙开口的值高达15毫电子伏的位移场为0.2 V/nm，在这样的CVD生长的BLG。
2018-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identification of Auger mechanisms responsible for low energy electron emission from graphene on copper using Auger-gamma coincidence spectroscopy
我们提出了一种新的方法来分析的多普勒展宽的γ光子发射后的湮没表面捕获的正电子与电子的双层石墨烯支撑在多晶铜衬底。该方法依赖于多普勒频移湮没伽马光子的能量的测量，该能量与同时产生的湮没诱导空穴衰变后发射的俄歇电子一致。通过选择对应于O KVV（吸附O），C KVV（石墨烯）和Cu MVV（衬底）俄歇跃迁的湮没γ，我们将湮没γ谱分解为表示正电子与C和O的1s电子和Cu的3p电子的湮没的谱分量。这些实验得出的多普勒加宽的伽马线形状与理论推导的模型线形状吻合良好，证明了我们的方法能够将复杂的多普勒线形状解析成其隐蔽的电子能级成分，这在此之前只能通过理论分析来实现。我们还证明了通过将俄歇谱分解成对应于具有大多普勒频移的湮没伽马光子或与具有小多普勒频移的湮没伽马光子相关的俄歇谱的区域的分析方法的可逆性。反向分析提供了额外的证据，俄歇跃迁后的深价湮灭导致低能电子的发射。
2021-05-05 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Preparation of hexagonal iron flakes with a hexagonal structure on the sublayer of copper oxides
提出通过玻璃基底上溅射铜、退火形成氧化铜亚层再溅射铁的方法制备hcp六方铁薄片，并结合XRD、磁性和DFT验证其结构。
2024-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Polyvinyl Alcohol-Few Layer Graphene Composite Films Prepared from Aqueous Colloids. Investigations of Mechanical, Conductive and Gas Barrier Properties
准全水溶性复合材料使用氧化石墨烯（GO）或还原氧化石墨烯（rGO）作为石墨烯基添加剂，尽管其制备需要长时间和苛刻的条件。在本文中，通过水性胶体的共混合和流延来制备含有少层石墨烯（FLG）的聚乙烯醇（PVA）膜，其中首先经由有效、快速、简单和生物相容的剥离方法获得FLG胶体，从而提供相对大的FLG薄片。增强的机械，导电性，和O2阻隔性能的薄膜的研究和讨论一起的薄膜的结构。在四个不同系列的复合材料中，最好的杨氏模量测量的薄膜含有约1%的FLG。与断裂伸长率相比，具有最大FLG片材的系列获得了最显著的增强，而具有最低FLG片材的系列的断裂伸长率得到了很好的改善。当与GO（rGO）复合材料相比时，实现了相对高的单侧电导率和低逾渗阈值（对于3%FLG和在0.5%FLG下的传输，几乎10- 3S.cm-1），而电导率受宏观分支FLG网络的形成的影响。该复合材料表现出的O2传输率降低高达60%。
2020-12-11 cond-mat.mtrl-sci
