不久前,Science Advances上發表了一項韓國研究人員開發的毫米級尺寸高質量石墨烯量產技術成果。這種新的可控分層剝離技術(layer-engineered exfoliation,LEE)可以滿足電子和光電子領域所需的,包括石墨烯、氮化硼等二維材料的規模化生產。(DOI: 10.1126/sciadv.abc6601)

質量和生產效率的反比例關系是現階段二維材料規模應用需要克服的主要問題之一。機械剝離制備石墨烯可以保證材料品質,但規模化生產方面這無疑是個糟糕選項,所以當前商業化路線以還原氧化石墨烯制備方式為主(材料缺陷在所難免)。氣相沉積法被認為是一種可能替代機械剝離制備高品質石墨烯的路線,但由于很難達成層數控制,從而無法獲得穩定性質的石墨烯產品。

可控分層剝離LEE工藝示意圖(A)
用LEE方法獲得的毫米級單層石墨烯的低倍和高倍OM圖像(B和C)
天然石墨劈裂表面的OM和AFM圖像(D和E)
如上圖所示,最新的LEE工藝利用了最新的研究成果,即利用沉積在石墨上的金屬薄膜作為拉伸應力源,而不同金屬所產生的應力不同,據此又可以對石墨烯層數實現可控調整。光譜和電子傳輸的實驗也證實LEE制備的石墨烯不顯示任何內在缺陷或化學污染。并且,研究人員通過LEE工藝證實h-BN的層數也可通過金屬膜的調整而實現可控。
論文地址:https://advances.sciencemag.org/content/6/44/eabc6601
編譯整理 YUXI
作者:粉體圈
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