难熔金属上石墨烯的化学气相沉积：在更高温度下生长的尝试

摘要： 大面积石墨烯通常通过在约1000°C下于铜或镍催化剂上进行化学气相沉积生长。对多数材料而言，高温会带来高质量产物，但关于更高温度下生长石墨烯的报道却很少。因此，本研究系统探究了难熔金属（即具有极高熔点的金属）上的石墨烯沉积过程，详细给出了生长参数与材料表征结果。在钽这种碳沉积过程中易形成碳化物的金属上，由于过量碳在体相金属中的化学吸附，生长模式为单层。在铼上（极端条件除外）不会形成碳化物，这极大简化了生长情况。鉴于铼中相对较高的碳溶解度，必须限制生长温度以避免因碳偏析导致进入以多层石墨烯为主导的生长状态。虽未达到预期效果，但仍获得了质量尚可的石墨烯。例如在钽上，石墨烯与衬底间的残余键会降低石墨烯的结晶质量。尽管难熔金属蚀刻存在困难，本研究也探索了石墨烯的转移技术。该研究有助于从基础层面理解难熔金属上石墨烯生长的理论与技术。