Nature.com ကိုလာရောက်လည်ပတ်သည့်အတွက် ကျေးဇူးတင်ပါသည်။ သင်အသုံးပြုနေသောဘရောက်ဆာဗားရှင်းတွင် CSS ပံ့ပိုးမှုအကန့်အသတ်ရှိသည်။ အကောင်းဆုံးရလဒ်များအတွက်၊ သင့်ဘရောက်ဆာ၏ ဗားရှင်းအသစ် (သို့မဟုတ် Internet Explorer တွင် လိုက်ဖက်ညီသောမုဒ်ကို ပိတ်ပါ) ကို အသုံးပြုရန် ကျွန်ုပ်တို့ အကြံပြုအပ်ပါသည်။ တစ်ချိန်တည်းတွင်၊ ဆက်လက်ပံ့ပိုးကူညီမှုသေချာစေရန်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် စတိုင်ပုံစံ သို့မဟုတ် JavaScript မပါဘဲ ဆိုက်ကို ပြသနေပါသည်။
နာနိုစကေးဂရပ်ဖိုက်ရုပ်ရှင်များ (NGFs) များသည် ဓာတ်ပစ္စည်းများ ဓာတုငွေ့ထုတ်လွှတ်မှုဖြင့် ထုတ်လုပ်နိုင်သည့် ခိုင်ခံ့သော နာနိုပစ္စည်းများဖြစ်သော်လည်း ၎င်းတို့၏ လွှဲပြောင်းရလွယ်ကူမှုနှင့် မျိုးဆက်သစ်စက်ပစ္စည်းများတွင် ၎င်းတို့၏အသုံးပြုမှုအပေါ် မည်ကဲ့သို့ အကျိုးသက်ရောက်မှုရှိသည်နှင့် ပတ်သက်၍ မေးခွန်းထုတ်စရာများရှိနေဆဲဖြစ်သည်။ ဤတွင် ကျွန်ုပ်တို့သည် polycrystalline နီကယ်သတ္တုပြား (ဧရိယာ 55 cm2၊ အထူ 100 nm) နှင့် ၎င်း၏ ပေါ်လီမာမပါဘဲ လွှဲပြောင်းခြင်း (ရှေ့နှင့်နောက်၊ ဧရိယာ 6 cm2 အထိ) ၏ နှစ်ဖက်စလုံးတွင် NGF ကြီးထွားမှုကို အစီရင်ခံပါသည်။ ဓာတ်ကူသတ္တုပြား၏ ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်ကြောင့်၊ ကာဗွန်ရုပ်ရှင်နှစ်ခုသည် ၎င်းတို့၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အခြားဝိသေသလက္ခဏာများ (ဥပမာ- မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှု) တွင် ကွဲပြားသည်။ အကြမ်းဖျဉ်းရှိသော နောက်ဘက်ရှိ NGF များသည် NO2 ထောက်လှမ်းမှုအတွက် ကောင်းစွာသင့်လျော်ကြောင်း၊ ရှေ့ဘက်ရှိ ချောမွေ့ပြီး ပိုမိုလျှပ်ကူးနိုင်သော NGFs (2000 S/cm၊ sheet resistance – 50 ohms/m2) သည် အလားအလာရှိသော conductors များ ဖြစ်နိုင်ကြောင်း ကျွန်ုပ်တို့ သရုပ်ပြပါသည်။ ဆိုလာဆဲလ်၏ချန်နယ် သို့မဟုတ် လျှပ်ကူးပစ္စည်း (၎င်းသည် မြင်နိုင်သောအလင်းရောင်၏ 62% ဖြစ်သောကြောင့်)။ ယေဘုယျအားဖြင့် ဖော်ပြထားသော တိုးတက်မှုနှင့် သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးလုပ်ငန်းစဉ်များသည် NGF သည် graphene နှင့် micron-thick graphite films များမသင့်လျော်သည့် နည်းပညာဆိုင်ရာအသုံးချမှုများအတွက် အစားထိုးကာဗွန်ပစ္စည်းတစ်ခုအဖြစ် နားလည်သဘောပေါက်ရန် ကူညီပေးနိုင်ပါသည်။
Graphite သည် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုသော စက်မှုပစ္စည်းဖြစ်သည်။ မှတ်သားဖွယ်၊ ဂရပ်ဖိုက်တွင် ထုထည်သိပ်သည်းဆနည်းပါးပြီး လေယာဉ်တွင်းအပူနှင့် လျှပ်စစ်စီးကူးနိုင်မှု ဂုဏ်သတ္တိများရှိပြီး ကြမ်းတမ်းသောအပူနှင့် ဓာတုပတ်ဝန်းကျင်တွင် အလွန်တည်ငြိမ်ပါသည်။ Flake graphite သည် graphene သုတေသနအတွက် လူသိများသော စတင်ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ပါးလွှာသောဖလင်များအဖြစ် စီမံဆောင်ရွက်သည့်အခါ၊ ၎င်းကို အာရုံခံကိရိယာ ၈၊၉၊၁၀ နှင့် လျှပ်စစ်သံလိုက်သံလိုက်ဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုကာကွယ်မှုတို့အတွက် စမတ်ဖုန်း 4,5,6,7 ကဲ့သို့သော အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများအတွက် အပူစုပ်ခွက်များအပါအဝင် အသုံးချပရိုဂရမ်များစွာတွင် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ 12 နှင့် အလွန်အမင်း ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် 13,14 တွင် lithography အတွက် ရုပ်ရှင်များ၊ နေရောင်ခြည် ဆဲလ်များတွင် ချန်နယ်များ 15,16. ဤအပလီကေးရှင်းများအားလုံးအတွက်၊ နာနိုစကေး <100 nm တွင် ထိန်းချုပ်ထားသော အထူရှိသော ဂရပ်ဖိုက်ရုပ်ရှင်များ (NGFs) ၏ ကြီးမားသော ဧရိယာများကို အလွယ်တကူ ထုတ်လုပ်ပြီး သယ်ယူနိုင်လျှင် ၎င်းသည် သိသာထင်ရှားသော အားသာချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။
ဖိုက်တင်ဇာတ်ကားများကို နည်းအမျိုးမျိုးဖြင့် ထုတ်လုပ်သည်။ ဖြစ်ရပ်တစ်ခုတွင်၊ မြှုပ်နှံခြင်းနှင့် ချဲ့ထွင်ခြင်းတို့ကို ဖယ်ရှားပြီးနောက် graphene flakes 10,11,17 ကိုထုတ်လုပ်ရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။ အမှုန်အမွှားများကို လိုအပ်သောအထူရှိသော ရုပ်ရှင်များအဖြစ် ဆက်လက်လုပ်ဆောင်ရမည်ဖြစ်ပြီး သိပ်သည်းသော ဂရပ်ဖိုက်အလွှာများထုတ်လုပ်ရန် ရက်များစွာကြာတတ်သည်။ နောက်နည်းလမ်းတစ်ခုကတော့ graphitable solid precursors နဲ့ စတင်ဖို့ပါပဲ။ စက်မှုလုပ်ငန်းတွင်၊ ပိုလီမာစာရွက်များကို ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် (1000–1500°C တွင်) လုပ်ပြီး ကောင်းစွာတည်ဆောက်ထားသော အလွှာပစ္စည်းများအဖြစ် (2800–3200°C တွင်) ဂရပ်ဖစ်ဖြင့်ပြုလုပ်သည်။ ဤရုပ်ရှင်များ၏ အရည်အသွေးသည် မြင့်မားသော်လည်း စွမ်းအင်သုံးစွဲမှုမှာ သိသာထင်ရှားစွာ 1,18,19 ဖြစ်ပြီး အနိမ့်ဆုံးအထူမှာ microns 1,18,19,20 အနည်းငယ်သာရှိသည်။
Catalytic chemical vapor deposition (CVD) သည် မြင့်မားသော structural quality နှင့် ကျိုးကြောင်းဆီလျော်သော ကုန်ကျစရိတ် 21,22,23,24,25,26,27 ဖြင့် graphene နှင့် ultrathin graphite films (<10 nm) ကို ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် လူသိများသော နည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ သို့သော်၊ ဂရပ်ဖင်းနှင့် အလွန်သင်းဂရပ်ဖိုက်ရုပ်ရှင်များ 28 တိုးတက်မှုနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက CVD ကို အသုံးပြုသည့် ဧရိယာကြီးကြီးမားမား ကြီးထွားမှုနှင့်/သို့မဟုတ် NGF အသုံးချမှု 11,13,29,30,31,32,33 သည် စူးစမ်းလေ့လာမှုနည်းပါးသည်။
CVD မှ စိုက်ပျိုးထားသော ဂရပ်ဖင်းနှင့် ဂရပ်ဖိုက်ဖလင်များကို မကြာခဏ အလုပ်လုပ်နိုင်သော အလွှာများပေါ်သို့ လွှဲပြောင်းပေးရန် လိုအပ်ပါသည်။ ဤပါးလွှာသောဖလင်လွှဲပြောင်းခြင်းတွင် အဓိကနည်းလမ်း နှစ်ခုပါဝင်သည်- (၁) ထွင်းထုခြင်းမဟုတ်သော လွှဲပြောင်းခြင်း၃၆၊၃၇ နှင့် (၂) သတ္တုစပ်အခြေခံစိုစွတ်သောဓာတုလွှဲပြောင်းခြင်း (အလွှာကိုပံ့ပိုးပေးသည်) ၁၄၊၃၄၊၃၈။ နည်းလမ်းတစ်ခုစီတွင် အားသာချက်များနှင့် အားနည်းချက်အချို့ရှိပြီး အခြားနေရာများတွင် ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း 35,39 တွင် ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း ရည်ရွယ်ထားသည့် လျှောက်လွှာပေါ်မူတည်၍ ရွေးချယ်ရမည်ဖြစ်သည်။ ဂရပ်ဖင်း/ဂရပ်ဖိုက်ရုပ်ရှင်များအတွက် ဓာတ်ကူပစ္စည်းအလွှာများပေါ်တွင် စိုက်ပျိုးထားသော စိုစွတ်သောဓာတုဖြစ်စဉ်များမှတဆင့် လွှဲပြောင်းခြင်း (ထိုအထဲမှ polymethyl methacrylate (PMMA) သည် အသုံးအများဆုံး အထောက်အပံ့အလွှာ) သည် ပထမရွေးချယ်မှု 13,30,34,38,40,40,41,42 ဖြစ်သည်။ သငျသညျ et al ။ NGF လွှဲပြောင်းမှုအတွက် မည်သည့်ပိုလီမာကိုမျှ အသုံးမပြုကြောင်း (နမူနာအရွယ်အစား ခန့်မှန်းခြေ 4 cm2) 25,43 တွင်ဖော်ပြထားသော်လည်း လွှဲပြောင်းစဉ်အတွင်း နမူနာတည်ငြိမ်မှုနှင့်/သို့မဟုတ် ကိုင်တွယ်ခြင်းနှင့်ပတ်သက်၍ အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို မဖော်ပြထားပါ။ စိုစွတ်သော ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ပိုလီမာများ အသုံးပြုသည့် လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် လျှောက်လွှာတင်ခြင်းနှင့် ယဇ်ပူဇော်သည့် ပိုလီမာအလွှာကို ဖယ်ရှားခြင်း အပါအဝင် အဆင့်များစွာ ပါဝင်သည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်တွင် အားနည်းချက်များရှိသည်- ဥပမာ၊ ပိုလီမာအကြွင်းအကျန်များသည် စိုက်ပျိုးထားသော film38 ၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ ထပ်လောင်းလုပ်ဆောင်ခြင်းသည် ကျန်ရှိသောပိုလီမာများကို ဖယ်ရှားနိုင်သော်လည်း ဤနောက်ထပ်အဆင့်များသည် ရုပ်ရှင်ထုတ်လုပ်မှု၏ကုန်ကျစရိတ်နှင့် အချိန်ကို တိုးမြင့်စေသည်။ CVD ကြီးထွားလာချိန်တွင်၊ graphene အလွှာသည် ဓာတ်ကူပစ္စည်း သတ္တုပြား၏ ရှေ့ဘက်ခြမ်း (ရေနွေးငွေ့စီးဆင်းမှုကို ရင်ဆိုင်နေရသော ဘေးဘက်) တွင်သာမက ၎င်း၏ နောက်ကျောဘက်တွင်လည်း ထားရှိသည်။ သို့ရာတွင်၊ နောက်ပိုင်းတွင် စွန့်ပစ်ပစ္စည်းအဖြစ် ယူဆပြီး ပလာစမာ ၃၈၊၄၁ ဖြင့် လျင်မြန်စွာ ဖယ်ရှားနိုင်သည်။ ဤရုပ်ရှင်ကို ပြန်လည်အသုံးပြုခြင်းသည် မျက်နှာကာဗွန်ဖလင်ထက် အရည်အသွေးနိမ့်သည့်တိုင် အထွက်နှုန်းကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်အောင် ကူညီပေးနိုင်ပါသည်။
ဤတွင်၊ CVD မှ polycrystalline nickel foil တွင် မြင့်မားသောဖွဲ့စည်းပုံအရည်အသွေးဖြင့် NGF ၏ wafer-scale bifacial ကြီးထွားမှုအတွက် ပြင်ဆင်မှုကို အစီရင်ခံပါသည်။ သတ္တုပါး၏ ရှေ့နှင့်နောက်မျက်နှာပြင်၏ ကြမ်းတမ်းမှုသည် NGF ၏ ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် ဖွဲ့စည်းပုံအပေါ် မည်ကဲ့သို့ အကျိုးသက်ရောက်သည်ကို အကဲဖြတ်ခဲ့သည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာပြီး ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် သဟဇာတဖြစ်နိုင်သော ပေါ်လီမာ-အခမဲ့ NGF ၏ နီကယ်သတ္တုပြားနှစ်ဖက်စလုံးမှ ဘက်စုံသုံးအလွှာများပေါ်သို့ NGF လွှဲပြောင်းခြင်းကို သရုပ်ပြပြီး အမျိုးမျိုးသောအပလီကေးရှင်းများအတွက် ရှေ့နှင့်နောက်ကို မည်သို့သင့်လျော်ကြောင်း ပြသပါသည်။
အောက်ဖော်ပြပါ ကဏ္ဍများသည် တန်းစီထားသော graphene အလွှာအရေအတွက်ပေါ်မူတည်၍ မတူညီသော ဂရပ်ဖိုက်ဖလင်အထူများကို ဆွေးနွေးထားသည်- (i) single layer graphene (SLG၊ 1 layer)၊ (ii) အနည်းငယ်သော ဂရပ်ဖင်းအလွှာ (FLG၊ < 10 layers) (iii) multilayer graphene ( MLG၊ အလွှာ 10-30) နှင့် (iv) NGF (~300 အလွှာ)။ နောက်ပိုင်းတွင် အသုံးအများဆုံးအထူသည် ဧရိယာရာခိုင်နှုန်း (100 µm2) 30 လျှင် 97% ဧရိယာခန့်ဖြစ်သည်။ အဲဒါကြောင့် ရုပ်ရှင်တစ်ခုလုံးကို NGF လို့ခေါ်တယ်။
ဂရပ်ဖင်းနှင့် ဂရပ်ဖိုက်ရုပ်ရှင်များ ပေါင်းစပ်မှုအတွက် အသုံးပြုသော Polycrystalline နီကယ်သတ္တုပြားများသည် ၎င်းတို့၏ထုတ်လုပ်ခြင်းနှင့် နောက်ဆက်တွဲလုပ်ဆောင်မှုတို့ကြောင့် မတူညီသောဖွဲ့စည်းပုံများရှိသည်။ NGF30 ၏တိုးတက်မှုဖြစ်စဉ်ကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ရန် လေ့လာမှုတစ်ခုကို မကြာသေးမီက အစီရင်ခံတင်ပြခဲ့ပါသည်။ ကြီးထွားမှုအဆင့်အတွင်း တောက်လျှောက်အချိန်နှင့် အခန်းဖိအားများကဲ့သို့သော လုပ်ငန်းစဉ်ကန့်သတ်ချက်များသည် ယူနီဖောင်းအထူ NGFs ရရှိရေးတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှပါဝင်နေကြောင်း ကျွန်ုပ်တို့ပြသပါသည်။ ဤတွင်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် နီကယ်သတ္တုပါး၏ မျက်နှာစာ (FS) နှင့် နီကယ်သတ္တုပါး၏ ညစ်ညမ်းသော နောက်ကျော (BS) တွင် NGF ကြီးထွားမှုကို ထပ်မံလေ့လာခဲ့သည်။ FS နှင့် BS နမူနာသုံးမျိုးအား ဇယား 1 တွင်ဖော်ပြထားသော စစ်ဆေးခဲ့သည်။ အမြင်အာရုံကိုစစ်ဆေးပြီးနောက်၊ နီကယ်သတ္တုပြား (NiAG) ၏နှစ်ဖက်စလုံးတွင် NGF ကြီးထွားမှုကို လက္ခဏာသတ္ထုငွေရောင်အတုံးလိုက်အတုံးလိုက်၏အရောင်ပြောင်းလဲမှုဖြင့် တွေ့မြင်နိုင်သည် မီးခိုးရောင်မှ Matte မီးခိုးရောင် (ပုံ 1a); အဏုကြည့်တိုင်းတာမှုများကို အတည်ပြုခဲ့သည် (ပုံ။ ၁ခ၊ ဂ)။ ပုံ 1b ရှိ အနီရောင်၊ အပြာနှင့် လိမ္မော်ရောင်မြှားများဖြင့် ညွှန်ပြထားသော FS-NGF ၏ တောက်ပသောဒေသတွင် တွေ့ရသော ပုံမှန် Raman ရောင်စဉ်ကို ပုံ 1c တွင် ပြထားသည်။ ဂရပ်ဖိုက် G (1683 စင်တီမီတာ−1) နှင့် 2D (2696 စင်တီမီတာ−1) တို့၏ ရာမန်တောင်ထိပ်များသည် အလွန်အမင်းပုံဆောင်ခဲ NGF (ပုံ 1c၊ ဇယား SI1) ကြီးထွားမှုကို အတည်ပြုသည်။ ရုပ်ရှင်တစ်လျှောက်လုံးတွင် ပြင်းထန်မှုအချိုး (I2D/IG) ~ 0.3 ရှိသော Raman ရောင်စဉ်တန်းကို တွေ့ရှိရပြီး I2D/IG = 0.8 ရှိသော Raman ရောင်စဉ်တန်းများကို တွေ့ရခဲပါသည်။ ဖလင်တစ်ခုလုံးတွင် ချို့ယွင်းနေသောတောင်များ (D = 1350 cm-1) မရှိခြင်းသည် NGF ကြီးထွားမှု အရည်အသွေးမြင့်မားမှုကို ညွှန်ပြသည်။ အလားတူ Raman ရလဒ်များကို BS-NGF နမူနာ (ပုံ SI1 a နှင့် b၊ Table SI1) တွင် ရရှိခဲ့ပါသည်။
NiAG FS- နှင့် BS-NGF ၏ နှိုင်းယှဉ်ချက်- (က) wafer စကေး (55 cm2) တွင် NGF ကြီးထွားမှုကို ပြသသည့် ပုံမှန် NGF (NiAG) နမူနာ၏ ဓာတ်ပုံနှင့် ရလဒ် BS- နှင့် FS-Ni သတ္တုပြားနမူနာ (ခ) FS-NGF အလင်းအဏုကြည့်မှန်ဘီလူးဖြင့်ရရှိသော ပုံများ/ Ni၊ (ဂ) အကန့် b၊ (d, f) SEM ပုံများတွင် မတူညီသော အနေအထားများတွင် မှတ်တမ်းတင်ထားသော ပုံမှန် Raman ရောင်စဉ်တန်းပုံရိပ်များ FS-NGF/Ni၊ (e, g) SEM ပုံများ BS -NGF/Ni ကို သတ်မှတ်သည်။ အပြာရောင်မြှားသည် FLG ဒေသကိုညွှန်ပြသည်၊ လိမ္မော်ရောင်မြှားသည် MLG ဒေသ (FLG ဒေသအနီး) ကိုညွှန်ပြသည်၊ အနီရောင်မြှားသည် NGF ဒေသကိုညွှန်ပြပြီး ခရမ်းရောင်မြှားသည် ခေါက်ကိုညွှန်ပြသည်။
ကြီးထွားမှုသည် ကနဦးအလွှာ၏အထူ၊ ပုံဆောင်ခဲအရွယ်အစား၊ တိမ်းညွှတ်မှုနှင့် စပါးနယ်နိမိတ်များပေါ်တွင်မူတည်သောကြောင့် ကြီးမားသောဧရိယာများပေါ်တွင် NGF အထူကို ကျိုးကြောင်းဆီလျော်စွာ ထိန်းချုပ်နိုင်မှုသည် စိန်ခေါ်မှုတစ်ခုအဖြစ် ကျန်ရှိနေပါသည်။ ဤလေ့လာမှုတွင် ကျွန်ုပ်တို့ ယခင်ထုတ်ဝေခဲ့သည့် အကြောင်းအရာ 30 ကို အသုံးပြုထားသည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် 100 µm230 တွင် 0.1 မှ 3% အထိ တောက်ပသော ဧရိယာကို ထုတ်ပေးသည်။ အောက်ပါကဏ္ဍများတွင် ကျွန်ုပ်တို့သည် ဒေသအမျိုးအစားနှစ်ခုလုံးအတွက် ရလဒ်များကို တင်ပြပါသည်။ မြင့်မားသော ချဲ့ထွင်မှု SEM ပုံများသည် နှစ်ဖက်စလုံးတွင် တောက်ပသော ခြားနားသော ဧရိယာများစွာ ရှိနေခြင်းကို ပြသသည် (ပုံ. 1f,g) ၊ FLG နှင့် MLG ဒေသများ 30,45 ရှိနေခြင်းကို ညွှန်ပြသည်။ ၎င်းကို Raman scattering (ပုံ 1c) နှင့် TEM ရလဒ်များ (“FS-NGF: ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများ” ကဏ္ဍတွင် နောက်ပိုင်းတွင် ဆွေးနွေးထားသည်) ကိုလည်း အတည်ပြုခဲ့သည်။ FS- နှင့် BS-NGF/Ni နမူနာများ (Ni တွင် စိုက်ပျိုးထားသော ရှေ့နှင့်နောက် NGF) တွင် တွေ့ရှိရသော FLG နှင့် MLG ဒေသများသည် 22,30,45 တွင် ကြီးမားသော Ni (111) စေ့များပေါ်တွင် ကြီးထွားလာပေမည်။ ခေါက်ခြင်းကို နှစ်ဖက်စလုံးတွင် တွေ့ရသည် (ပုံ။ 1b၊ ခရမ်းရောင်မြှားများဖြင့် အမှတ်အသားပြုထားသည်)။ ဂရပ်ဖိုက်နှင့် နီကယ်အလွှာ 30,38 အကြား အပူချိန်ချဲ့ထွင်မှု ကိန်းဂဏာန်း ကြီးမားသော ကွာခြားမှုကြောင့် CVD စိုက်ပျိုးထားသော ဂရပ်ဖီင်းနှင့် ဂရပ်ဖိုက် ရုပ်ရှင်များတွင် ဤအခေါက်များကို မကြာခဏ တွေ့ရပါသည်။
AFM ရုပ်ပုံသည် FS-NGF နမူနာသည် BS-NGF နမူနာ (ပုံ SI1) (ပုံ SI2) ထက် ပိုမိုချောမွတ်ကြောင်း အတည်ပြုခဲ့သည်။ FS-NGF/Ni (ပုံ။ SI2c) နှင့် BS-NGF/Ni (ပုံ။ SI2d) တို့၏ ပျမ်းမျှစတုရန်း (RMS) ကြမ်းတမ်းမှုတန်ဖိုးများသည် 82 နှင့် 200 nm အသီးသီး (ဧရိယာ 20 × မှ တိုင်းတာသည် 20 μm2)။ ရရှိထားသည့်အတိုင်း (ပုံ SI3) ရှိ နီကယ် (NiAR) သတ္တုပြား၏ မျက်နှာပြင်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအပေါ် အခြေခံ၍ ပိုမိုကြမ်းတမ်းမှုအား နားလည်နိုင်သည်။ FS-Ni သတ္တုပါးတွင် ပွတ်ထားသော FS-Ni သတ္တုပြားတွင် နာနို- နှင့် မိုက်ခရို-အရွယ်အစားရှိသော စက်လုံးပုံအမှုန်များပါရှိပြီး လုံးတီးမပါသော BS-Ni သတ္တုပါးသည် ထုတ်လုပ်မှုလှေကားကို ပြသနေချိန်တွင် FS နှင့် BS-NiAR ၏ SEM ပုံများကို ပုံ SI3a-d တွင် ပြသထားသည်။ မြင့်မားသောအစွမ်းသတ္တိရှိသောအမှုန်အဖြစ်။ ကျဆင်းသည်။ ပုံ SI3e–h တွင် နီကယ်သတ္တုပြား (NiA) ၏ အနိမ့်နှင့် မြင့်မားသော ရုပ်ထွက်ပုံများကို ပြထားသည်။ ဤကိန်းဂဏန်းများတွင်၊ နီကယ်သတ္တုပြား၏ နှစ်ဖက်စလုံးတွင် မိုက်ခရိုအရွယ်အစားရှိ နီကယ်အမှုန်အများအပြားပါဝင်မှုကို ကျွန်ုပ်တို့ သတိပြုနိုင်သည် (ပုံ။ SI3e–h)။ စပါးကြီးများသည် ယခင်ဖော်ပြခဲ့သည့် 30,46 အတိုင်း Ni(111) မျက်နှာပြင် တိမ်းညွှတ်မှု ရှိနိုင်ပါသည်။ FS-NiA နှင့် BS-NiA အကြား နီကယ်သတ္တုပြားပုံသဏ္ဍာန်တွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များရှိသည်။ BS-NGF/Ni ၏ ပိုမိုကြမ်းတမ်းမှုသည် BS-NiAR ၏ ပွတ်တိုက်ထားသော မျက်နှာပြင်ကြောင့်ဖြစ်သည် (ပုံ SI3)၊ ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်မစမီ ဤမျက်နှာပြင်အသွင်သဏ္ဌာန်အမျိုးအစားသည် ဂရပ်ဖင်းနှင့် ဂရပ်ဖိုက်ရုပ်ရှင်များ၏ ကြမ်းတမ်းမှုကို ထိန်းချုပ်နိုင်စေပါသည်။ မူလအလွှာသည် graphene ကြီးထွားမှုအတွင်း စပါးစေ့အချို့ကို ပြန်လည်ဖွဲ့စည်းထားခြင်းဖြစ်ပြီး စပါးအရွယ်အစားအနည်းငယ်လျော့ကျကာ နှမ်းထားသောသတ္တုပြားနှင့် ဓာတ်ကူပစ္စည်းဖလင် 22 တို့နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက မျက်နှာပြင်ကြမ်းမှုအနည်းငယ်တိုးလာကြောင်း သတိပြုသင့်သည်။
အလွှာများ၏ မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှုကို ချိန်ညှိခြင်း၊ မွှေသည့်အချိန် (စပါးအရွယ်အစား) 30,47 နှင့် ထွက်ရှိခြင်း ထိန်းချုပ်မှု 43 သည် µm2 နှင့်/သို့မဟုတ် nm2 စကေး (သို့) ဒေသဆိုင်ရာ NGF အထူတူညီမှုကို လျှော့ချရန် ကူညီပေးပါမည်။ အလွှာ၏ မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှုကို ထိန်းချုပ်ရန်အတွက် ရရှိလာသော နီကယ်သတ္တုပြား၏ လျှပ်စစ်ဓာတ်အား ပွတ်တိုက်ခြင်းကဲ့သို့သော နည်းလမ်းများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားနိုင်သည် 48။ သန့်စင်ထားသော နီကယ်သတ္တုပြားကို အပူချိန် (< 900°C) 46 နှင့် အချိန် (< 5 မိနစ်) တွင် ဖိထားနိုင်ပြီး ကြီးမားသော Ni(111) အစေ့များ (FLG ကြီးထွားမှုအတွက် အကျိုးပြုသည်) ကို ရှောင်ရှားနိုင်သည်။
SLG နှင့် FLG graphene သည် စိုစွတ်သောဓာတုလွှဲပြောင်းမှုလုပ်ငန်းစဉ်များအတွင်း စိုစွတ်သောဓာတုလွှဲပြောင်းမှုလုပ်ငန်းစဉ်များအတွင်း စက်ပိုင်းဆိုင်ရာပံ့ပိုးမှုအလွှာများလိုအပ်ပြီး အက်ဆစ်နှင့်ရေ၏မျက်နှာပြင်တင်းမာမှုကို မခံနိုင်ပါ။ ပုံ 2a တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ပေါ်လီမာ-ပံ့ပိုးထားသော graphene38 ၏စိုစွတ်သောဓာတုလွှဲပြောင်းမှုနှင့်ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့်၊ ပုံ 2a တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ကြီးထွားလာသကဲ့သို့ NGF ၏နှစ်ဖက်စလုံးကို ပေါ်လီမာပံ့ပိုးမှုမရှိဘဲ လွှဲပြောင်းနိုင်သည်ကို ကျွန်ုပ်တို့တွေ့ရှိခဲ့သည် (အသေးစိတ်အချက်အလက်များအတွက် ပုံ SI4a ကိုကြည့်ပါ)။ NGF ကို ပေးထားသည့် အလွှာတစ်ခုသို့ လွှဲပြောင်းခြင်းသည် အရင်းခံ Ni30.49 ဖလင်ကို စိုစွတ်သော ထွင်းထုခြင်းဖြင့် စတင်သည်။ စိုက်ပျိုးထားသော NGF/Ni/NGF နမူနာများကို 70% HNO3 ၏ 15 mL တွင် deionized (DI) deionized (DI) ရေ 600 mL ဖြင့် ရောကာ ညတွင်းချင်း ထားရှိခဲ့ပါသည်။ Ni foil သည် လုံးလုံးပျော်သွားပြီးနောက်၊ FS-NGF သည် NGF/Ni/NGF နမူနာကဲ့သို့ပင်၊ BS-NGF ကို ရေတွင်နှစ်မြှုပ်ထားစဉ် FS-NGF သည် ပြားပြီး အရည်၏မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ပေါ်နေပါသည်။ ထို့နောက် သီးခြား NGF ကို လတ်ဆတ်သော အိုင်ယွန်အနုနည်းဖြင့် ရေပါသော ကရားတစ်ခုမှ အခြား ကရားတစ်ခုသို့ လွှဲပြောင်းပေးကာ သီးခြား NGF ကို သေချာစွာ ဆေးကြောပြီး ဖန်ခွက်အဝတွင် လေးကြိမ်မှ ခြောက်ကြိမ် ထပ်ခါထပ်ခါ ပြုလုပ်ပါသည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ FS-NGF နှင့် BS-NGF ကို လိုချင်သောအလွှာပေါ်တွင် နေရာချခဲ့သည် (ပုံ။ 2c)။
နီကယ်သတ္တုပြားပေါ်တွင် စိုက်ပျိုးထားသည့် NGF အတွက် ပိုလီမာ-ကင်းစင်သော စိုစွတ်သောဓာတုလွှဲပြောင်းမှုလုပ်ငန်းစဉ်- (က) လုပ်ငန်းစဉ်စီးဆင်းမှုပုံကြမ်း (အသေးစိတ်အချက်အလက်များအတွက် ပုံ SI4 ကိုကြည့်ပါ)၊ (ခ) Ni etching (နမူနာ 2 ခု၊ နမူနာ 2 ခု)၊ (ဂ) ဥပမာ FS - နှင့် BS-NGF သည် SiO2/Si အလွှာသို့ လွှဲပြောင်းခြင်း၊ (ဃ) FS-NGF ကို အလင်းပြသော ပိုလီမာအလွှာသို့ လွှဲပြောင်းခြင်း၊ (င) panel d ကဲ့သို့ နမူနာမှ BS-NGF (နှစ်ပိုင်းခွဲ၍) ရွှေချထားသည့် C စက္ကူသို့ လွှဲပြောင်းခြင်း နှင့် Nafion (ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ် ဖောက်ထွင်းမြင်ရသော အလွှာများ၊ အနီရောင်ထောင့်များဖြင့် မှတ်သားထားသော အစွန်းများ)။
စိုစွတ်သောဓာတုပစ္စည်းလွှဲပြောင်းမှုနည်းလမ်းများကိုအသုံးပြု၍ SLG လွှဲပြောင်းမှုသည် စုစုပေါင်းလုပ်ဆောင်ချိန် 20-24 နာရီ 38 လိုအပ်ကြောင်း သတိပြုပါ။ ဤနေရာတွင် သရုပ်ပြထားသည့် ပေါ်လီမာ-အခမဲ့ လွှဲပြောင်းနည်းပညာ (ပုံ SI4a) ဖြင့် အလုံးစုံ NGF လွှဲပြောင်းခြင်း လုပ်ဆောင်ချိန်သည် သိသိသာသာ လျော့ကျသွားသည် (ခန့်မှန်းခြေ 15 နာရီ)။ လုပ်ငန်းစဉ်တွင် အောက်ပါတို့ပါဝင်သည်- (အဆင့် 1) ခြစ်ထုတ်သည့်အရည်ကို ပြင်ဆင်ပြီးနမူနာကို (~10 မိနစ်) တွင်ထည့်ကာ Ni etching (~7200 မိနစ်)၊ (အဆင့် 2) ရေဖြင့် ဆေးကြောပါ (အဆင့် – 3) . အိုင်းယွန်းဓာတ်ပြုထားသောရေတွင် သိုလှောင်ပါ သို့မဟုတ် ပစ်မှတ်အလွှာသို့ လွှဲပြောင်း (20 မိနစ်)။ NGF နှင့် bulk matrix အကြားပိတ်မိနေသောရေများကို capillary action (btting paper)38 ဖြင့်ဖယ်ရှားပြီး ကျန်ရေစက်များကို သဘာဝအခြောက်ခံခြင်းဖြင့် (မိနစ် 30 ခန့်) ဖယ်ရှားပြီး နောက်ဆုံးနမူနာကို 10 မိနစ်ကြာ အခြောက်ခံပါသည်။ 50-90°C (60 မိနစ်) တွင် လေဟာနယ်မီးဖို (10-1 mbar) တွင် မိနစ်။
Graphite သည် အလွန်မြင့်မားသော အပူချိန် (≥ 200°C) 50,51,52 တွင် ရေနှင့် လေပါဝင်မှုကို ခံနိုင်ရည်ရှိကြောင်း လူသိများသည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် Raman spectroscopy၊ SEM နှင့် XRD ကိုအသုံးပြု၍ အခန်းအပူချိန်တွင် deionized water နှင့် အလုံပိတ်ပုလင်းများတွင် ရက်အနည်းငယ်မှ တစ်နှစ်အထိ သိမ်းဆည်းပြီးနောက် (ပုံ SI4) ကို အသုံးပြု၍ နမူနာများကို စမ်းသပ်ခဲ့ပါသည်။ သိသာထင်ရှားသော ဆုတ်ယုတ်မှု မရှိပါ။ ပုံ 2c သည် deionized water တွင် လွတ်လပ်စွာရပ်တည်နေသော FS-NGF နှင့် BS-NGF ကိုပြသထားသည်။ ပုံ 2c ၏အစတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း SiO2 (300 nm)/Si အလွှာပေါ်တွင် ၎င်းတို့ကို ဖမ်းယူထားပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ပုံ 2d၊e တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ စဉ်ဆက်မပြတ် NGF သည် ပိုလီမာများ (Nexolve နှင့် Nafion မှ Thermabright polyamide) နှင့် ရွှေရောင်ဖုံးထားသော ကာဗွန်စက္ကူကဲ့သို့သော အမျိုးမျိုးသောအလွှာများသို့ လွှဲပြောင်းနိုင်သည်။ ရေပေါ် FS-NGF ကို ပစ်မှတ်အလွှာပေါ်တွင် အလွယ်တကူ ထားရှိခဲ့သည် (ပုံ။ 2c၊ ဃ)။ သို့သော်၊ 3 cm2 ထက်ကြီးသော BS-NGF နမူနာများသည် ရေထဲတွင် လုံးလုံးနှစ်မြုပ်ထားသည့်အခါ ကိုင်တွယ်ရန် ခက်ခဲပါသည်။ အများအားဖြင့်၊ ၎င်းတို့သည် ရေထဲတွင် စတင်လူးလာသောအခါတွင် သတိလက်လွတ် ကိုင်တွယ်မှုကြောင့် တစ်ခါတစ်ရံ အပိုင်းနှစ်ပိုင်း သို့မဟုတ် သုံးပိုင်းကွဲသွားတတ်သည် (ပုံ 2e)။ ခြုံငုံအားဖြင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ဧရိယာအတွင်းနမူနာ 6 နှင့် 3 cm2 အထိ NGF/Ni/NGF ကြီးထွားမှုမရှိဘဲ 6 cm2 မရှိဘဲ ချောမွေ့မှုမရှိသော PS- နှင့် BS-NGF တို့၏ ပေါ်လီမာမပါဘဲ လွှဲပြောင်းခြင်းကို အောင်မြင်နိုင်ခဲ့ပါသည်။ ကျန်ရှိသော ကြီးမားသော သို့မဟုတ် သေးငယ်သော အပိုင်းအစများကို လိုချင်သောအလွှာ (~1 mm2၊ Figure SI4b၊ “FS-NGF: ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများ (ဆွေးနွေးထားသည်) တွင် အလွယ်တကူ မြင်နိုင်သည်)၊ “ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများ” အောက်တွင်) သို့မဟုတ် အနာဂတ်အသုံးပြုမှုအတွက် သိမ်းဆည်းပါ (ပုံ SI4)။ ဤစံနှုန်းကိုအခြေခံ၍ NGF သည် အထွက်နှုန်း 98-99% အထိ (တိုးတက်မှုအတွက် လွှဲပြောင်းပြီးနောက်) တွင် ပြန်လည်ရရှိနိုင်သည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ခန့်မှန်းပါသည်။
ပိုလီမာမပါဘဲ လွှဲပြောင်းနမူနာများကို အသေးစိတ်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သည်။ optical microscopy (OM) နှင့် SEM ပုံများ (ပုံ. SI5 နှင့် ပုံ. 3) ကို အသုံးပြု၍ FS- နှင့် BS-NGF/SiO2/Si (ပုံ. 2c) တွင်ရရှိသော မျက်နှာပြင်ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်လက္ခဏာများသည် ဤနမူနာများကို အဏုစကုပ်မပါဘဲ လွှဲပြောင်းထားကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ အက်ကွဲကြောင်းများ၊ အပေါက်များ သို့မဟုတ် မလှိမ့်ထားသောနေရာများကဲ့သို့သော အဆောက်အဦဆိုင်ရာ ပျက်စီးမှုများကို မြင်နိုင်သည်။ ကြီးထွားလာသော NGF ပေါ်ရှိ ခြံများ (ပုံ။ 3b၊ ဃ၊ ခရမ်းရောင်မြှားများဖြင့် အမှတ်အသားပြုထားသော) သည် လွှဲပြောင်းပြီးနောက် မပျက်မစီး တည်ရှိနေပါသည်။ FS- နှင့် BS-NGF နှစ်ခုလုံးသည် FLG နယ်မြေများ (ပုံ 3 တွင် အပြာရောင်မြှားများဖြင့် ညွှန်ပြထားသော တောက်ပသော ဒေသများ) ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ အံ့သြစရာကောင်းတာက၊ ပေါ်လီမာ လွှဲပြောင်းမှုအတွင်း တွေ့ရလေ့ရှိတဲ့ ပျက်စီးသွားတဲ့ ဒေသအနည်းငယ်နဲ့ မတူဘဲ၊ မိုက်ခရိုအရွယ်အစား FLG နဲ့ MLG အများအပြားကို NGF (ပုံ 3d မှာ အပြာရောင်မြှားများဖြင့် အမှတ်အသားပြုထားသော) နဲ့ ချိတ်ဆက်ထားတဲ့ micron အရွယ်အစား (ပုံ 3d) မှာ အက်ကြောင်းများ သို့မဟုတ် ကွဲအက်ခြင်းမရှိဘဲ လွှဲပြောင်းခြင်းခံခဲ့ရပါတယ်။ . ၃)။ . နောက်ပိုင်းတွင် ဆွေးနွေးထားသည့်အတိုင်း ဇာ-ကာဗွန်ကြေးနီဂရစ်ဒ်များပေါ်တွင် NGF ၏ TEM နှင့် SEM ရုပ်ပုံများကို အသုံးပြု၍ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ခိုင်မာမှုကို ထပ်မံအတည်ပြုခဲ့သည် (“FS-NGF: ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများ”)။ လွှဲပြောင်းထားသော BS-NGF/SiO2/Si သည် ပုံ SI6a နှင့် b (20 × 20 μm2) တို့တွင် rms တန်ဖိုးများ 140 nm နှင့် 17 nm အသီးသီးရှိသည့် FS-NGF/SiO2/Si ထက် ပိုကြမ်းတမ်းပါသည်။ SiO2/Si အလွှာပေါ်သို့ လွှဲပြောင်းပေးသည့် NGF ၏ RMS တန်ဖိုး (RMS < 2 nm) သည် Ni (ပုံ SI2) တွင် စိုက်ပျိုးထားသော NGF ထက် သိသိသာသာ (၃ ဆခန့်) နိမ့်သည်)၊ ထပ်လောင်းကြမ်းတမ်းမှုသည် Ni မျက်နှာပြင်နှင့် ကိုက်ညီနိုင်သည်ကို ညွှန်ပြပါသည်။ ထို့အပြင်၊ FS- နှင့် BS-NGF/SiO2/Si နမူနာများ၏ အစွန်းများတွင် လုပ်ဆောင်ခဲ့သော AFM ပုံများသည် NGF အထူ 100 နှင့် 80 nm အသီးသီးရှိကြသည် (ပုံ။ SI7)။ BS-NGF ၏သေးငယ်သောအထူသည် မျက်နှာပြင်ရှေ့ပြေးဓာတ်ငွေ့နှင့် တိုက်ရိုက်မထိတွေ့ခြင်းကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည်။
SiO2/Si wafer တွင် ပေါ်လီမာမပါဘဲ NGF (NiAG) ကို လွှဲပြောင်းခဲ့သည် (ပုံ 2c ကိုကြည့်ပါ) (က၊ခ) လွှဲပြောင်းထားသော FS-NGF ၏ SEM ပုံများ- အနိမ့်နှင့် မြင့်မားသော ချဲ့ထွင်မှု (အကန့်ရှိ လိမ္မော်ရောင်စတုရန်းနှင့် သက်ဆိုင်သည်)။ ပုံမှန်နေရာများ) – က)။ (ဂ၊ ဃ) လွှဲပြောင်းထားသော BS-NGF ၏ SEM ရုပ်ပုံများ- အနိမ့်နှင့် မြင့်မားသော ချဲ့ထွင်မှု (အကန့် c တွင် လိမ္မော်ရောင်စတုရန်းဖြင့် ပြသထားသော ပုံမှန်ဧရိယာနှင့် သက်ဆိုင်သည်)။ (င၊ စ) လွှဲပြောင်းထားသော FS- နှင့် BS-NGF များ၏ AFM ရုပ်ပုံများ။ အပြာရောင်မြှားသည် FLG ဒေသကိုကိုယ်စားပြုသည် - တောက်ပသောဆန့်ကျင်ဘက်၊ စိမ်းပြာရောင်မြှား - အနက်ရောင် MLG ဆန့်ကျင်ဘက်၊ အနီရောင်မြှား - အနက်ရောင်ဆန့်ကျင်ဘက်သည် NGF ဒေသကိုကိုယ်စားပြုသည်၊ ခရမ်းရောင်မြှားသည် ခေါက်ကိုကိုယ်စားပြုသည်။
ကြီးထွားပြီး လွှဲပြောင်းထားသော FS- နှင့် BS-NGFs များ၏ ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုအား X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (ပုံ 4) ဖြင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာထားပါသည်။ ကြီးထွားလာသော FS- နှင့် BS-NGFs (NiAG) ၏ Ni substrate (850 eV) နှင့် သက်ဆိုင်သော တိုင်းတာထားသော ရောင်စဉ် (ပုံ. 4a၊ b) တွင် အားနည်းသော အထွတ်အထိပ်ကို တွေ့ရပါသည်။ လွှဲပြောင်းပြီးနောက် FS- နှင့် BS-NGF/SiO2/Si တိုင်းတာသည့် အတိုင်းအတာတွင် အထွတ်အထိပ်များ မရှိပါ (ပုံ 4c; BS-NGF/SiO2/Si အတွက် အလားတူရလဒ်များကို မပြပါ)၊ လွှဲပြောင်းပြီးနောက် ကျန်ရှိသော Ni ညစ်ညမ်းမှုမရှိကြောင်း ညွှန်ပြပါသည်။ . ပုံ 4d–f သည် FS-NGF/SiO2/Si ၏ စွမ်းအင်အဆင့် C 1 s၊ O 1 s နှင့် Si 2p ၏ ပုံရိပ်ပြတ်သားမှုမြင့်မားမှုကို ပြသသည်။ ဂရပ်ဖိုက် C 1 s ၏ ပေါင်းစပ်စွမ်းအင်မှာ 284.4 eV53.54 ဖြစ်သည်။ ပုံ 4d54 တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း ဂရပ်ဖိုက်တောင်ထိပ်များ၏ မျဉ်းဖြောင့်ပုံသဏ္ဍာန်ကို ယေဘုယျအားဖြင့် အချိုးမညီဟု ယူဆပါသည်။ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုမြင့်မားသော core-level C 1 s spectrum (ပုံ။ 4d) သည် ယခင်လေ့လာမှုများ 38 နှင့်ကိုက်ညီသည့် သန့်စင်သောလွှဲပြောင်းမှု (ဆိုလိုသည်မှာ ပိုလီမာအကြွင်းအကျန်မရှိ) ကိုလည်း အတည်ပြုခဲ့သည်။ အသစ်စိုက်ပျိုးထားသောနမူနာ (NiAG) ၏ C 1s ရောင်စဉ်မျဉ်း၏မျဉ်းကြောင်းများသည် 0.55 နှင့် 0.62 eV အသီးသီးဖြစ်သည်။ ဤတန်ဖိုးများသည် SLG (SiO2 အလွှာပေါ်ရှိ SLG အတွက် 0.49 eV) 38 ထက် မြင့်မားသည်။ သို့သော်၊ ဤတန်ဖိုးများသည် မြင့်မားသော ဦးတည်ထားသော pyrolytic graphene နမူနာများ (~0.75 eV)53,54,55 အတွက် ယခင်ဖော်ပြထားသော မျဉ်းဝဒ်များထက် သေးငယ်ပြီး လက်ရှိပစ္စည်းတွင် ချို့ယွင်းနေသော ကာဗွန်ဆိုဒ်များ မရှိခြင်းကို ညွှန်ပြပါသည်။ C 1 s နှင့် O 1 s မြေပြင်အဆင့် spectra သည် ပခုံးများမရှိသဖြင့် high-resolution peak deconvolution54 လိုအပ်မှုကို ဖယ်ရှားပေးသည်။ ဂရပ်ဖိုက်နမူနာများတွင် တွေ့ရလေ့ရှိသော π → π* ဂြိုလ်တုအထွတ်အထိပ်သည် 291.1 eV ဝန်းကျင်ရှိသည်။ Si 2p နှင့် O 1 s core အဆင့် spectra ရှိ 103 eV နှင့် 532.5 eV အချက်ပြမှုများကို SiO2 56 အလွှာမှ အသီးသီးသတ်မှတ်ထားသည်။ XPS သည် မျက်နှာပြင် အာရုံခံနည်းပညာဖြစ်ပြီး၊ ထို့ကြောင့် NGF လွှဲပြောင်းခြင်းမပြုမီနှင့် အပြီးတွင် အသီးသီးတွေ့ရှိထားသော Ni နှင့် SiO2 နှင့် သက်ဆိုင်သည့် အချက်ပြများကို FLG ဒေသမှ စတင်သည်ဟု ယူဆပါသည်။ လွှဲပြောင်းထားသော BS-NGF နမူနာများအတွက် အလားတူရလဒ်များကို စောင့်ကြည့်လေ့လာခဲ့သည် (မပြပါ)။
NiAG XPS ရလဒ်များ- (ac) ကြီးထွားလာသော FS-NGF/Ni၊ BS-NGF/Ni နှင့် FS-NGF/SiO2/Si တို့၏ ကွဲပြားသော ဒြပ်စင်ဆိုင်ရာ အက်တမ်ဖွဲ့စည်းမှုကို စစ်တမ်းကောက်သည်။ (d–f) FS-NGF/SiO2/Si နမူနာ၏ core အဆင့် C 1 s၊ O 1s နှင့် Si 2p ၏ ရုပ်ထွက်အရည်အသွေးမြင့် ရောင်စဉ်တန်း။
လွှဲပြောင်းထားသော NGF ပုံဆောင်ခဲများ၏ အလုံးစုံအရည်အသွေးကို X-ray diffraction (XRD) ဖြင့် အကဲဖြတ်ခဲ့သည်။ အသွင်ပြောင်းထားသော FS- နှင့် BS-NGF/SiO2/Si တို့၏ ပုံမှန် XRD ပုံစံများ (ပုံ။ SI8) သည် ဂရပ်ဖိုက်နှင့်ဆင်တူသော 26.6° နှင့် 54.7° တွင် diffraction peaks (0 0 0 2) နှင့် (0 0 0 4) ကိုပြသသည်။ . ၎င်းသည် NGF ၏မြင့်မားသောပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးကိုအတည်ပြုပြီးလွှဲပြောင်းသည့်အဆင့်ပြီးနောက်ထိန်းသိမ်းထားသည့်အကွာအဝေး d = 0.335 nm နှင့်ဆက်စပ်သည်။ diffraction peak ၏ပြင်းထန်မှု (0 0 0 2) သည် diffraction peak (0 0 0 4) ထက် အဆ 30 ခန့် ရှိပြီး NGF ပုံဆောင်ခဲသည် နမူနာမျက်နှာပြင်နှင့် ကောင်းမွန်စွာ လိုက်လျောညီထွေဖြစ်ကြောင်း ညွှန်ပြပါသည်။
SEM၊ Raman spectroscopy၊ XPS နှင့် XRD တို့၏ ရလဒ်များအရ BS-NGF/Ni ၏ အရည်အသွေးသည် ၎င်း၏ rms ကြမ်းတမ်းမှု အနည်းငယ် ပိုမြင့်သော်လည်း FS-NGF/Ni ၏ အရည်အသွေးသည် FS-NGF/Ni နှင့် တူညီကြောင်း တွေ့ရှိရပါသည်။ နှင့် SI7)။
200 nm အထူအထိ ပိုလီမာပံ့ပိုးမှုအလွှာပါသော SLG များသည် ရေပေါ်တွင် မျှောနိုင်သည်။ ဤတပ်ဆင်မှုကို ပေါ်လီမာ-အကူအညီဖြင့် စိုစွတ်သောဓာတုလွှဲပြောင်းမှုလုပ်ငန်းစဉ် ၂၂၊၃၈ တွင် အများအားဖြင့်အသုံးပြုသည်။ ဂရပ်ဖင်း နှင့် ဂရပ်ဖိုက်တို့သည် စိုစွတ်သောရှုထောင့် (စိုစွတ်သောထောင့် 80-90°) 57 . graphene နှင့် FLG နှစ်မျိုးလုံး၏ အလားအလာရှိသော စွမ်းအင်မျက်နှာပြင်များသည် မျက်နှာပြင် 58 တွင် ရေ၏ ဘေးတိုက်ရွေ့လျားမှုအတွက် အလားအလာနည်းသော စွမ်းအင် (~1 kJ/mol) ဖြင့် အတော်လေးပြားသည်ဟု အစီရင်ခံထားသည်။ သို့ရာတွင်၊ ဂရပ်ဖင်းနှင့် ရေ၏ တွက်ချက်ထားသော အပြန်အလှန်စွမ်းအင်နှင့် ဂရပ်ဖင်းအလွှာသုံးလွှာသည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် −13 နှင့် − 15 kJ/mol,58 အသီးသီးရှိပြီး NGF နှင့် ရေ၏အပြန်အလှန်တုံ့ပြန်မှု (အလွှာ 300 ခန့်) သည် graphene နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက နည်းပါးကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ လွတ်လပ်သော NGF သည် ရေမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ပြန့်ကျဲနေ သည့် အကြောင်းရင်းများထဲမှ တစ်ခု ဖြစ်ကောင်းဖြစ်နိုင်သည်၊ လွတ်လပ်သော graphene (ရေထဲတွင် ပေါ်နေသော) သည် တွန့်လိမ်ကာ ပြိုကျနေချိန်တွင် ဖြစ်နိုင်ပါသည်။ NGF ကို ရေထဲတွင် လုံးလုံးနှစ်မြှုပ်ထားသောအခါ (ရလဒ်များသည် ကြမ်းတမ်းပြီး ပြားချပ်ချပ် NGF အတွက် တူညီသည်)၊ ၎င်း၏ အစွန်းများသည် ကွေးသွားသည် (ပုံ SI4)။ ပြီးပြည့်စုံသောနှစ်မြှုပ်ခြင်းကိစ္စတွင်၊ NGF-ရေအပြန်အလှန်တုံ့ပြန်မှုစွမ်းအင်သည် နှစ်ဆနီးပါး (ပေါ်နေသော NGF နှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင်) နှင့် မြင့်မားသောအဆက်အသွယ်ထောင့် (hydrophobicity) ကိုထိန်းသိမ်းထားရန် NGF ခေါက်၏အစွန်းများဖြစ်သည်။ မြှုပ်ထားသော NGF များ၏ အစွန်းများကို ကောက်ကောက်ခြင်းမှ ရှောင်ရှားရန် ဗျူဟာများကို တီထွင်နိုင်မည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ယုံကြည်ပါသည်။ ချဉ်းကပ်နည်းတစ်ခုမှာ ဂရပ်ဖိုက်ဖလင် 59 ၏စိုစွတ်သောတုံ့ပြန်မှုကို ချိန်ညှိရန် ရောစပ်သောအရည်ပျော်ရည်များကို အသုံးပြုရန်ဖြစ်သည်။
စိုစွတ်သော ဓာတုလွှဲပြောင်းမှု လုပ်ငန်းစဉ်များမှတစ်ဆင့် SLG ၏ အမျိုးမျိုးသော အလွှာများသို့ လွှဲပြောင်းခြင်းကို ယခင်က အစီရင်ခံခဲ့သည်။ အားနည်းသော van der Waals တပ်ဖွဲ့များသည် graphene/graphite films များနှင့် substrates များကြားတွင် ရှိနေကြောင်း (၎င်းသည် SiO2/Si38,41,46,60, SiC38, Au42, Si pillars22 နှင့် lacy carbon films30, 34 သို့မဟုတ် flexible substrates များဖြစ်ပါစေ polyimide ၃၇)။ ဤနေရာတွင် တူညီသောအမျိုးအစား၏ အပြန်အလှန်ဆက်သွယ်မှုများသည် လွှမ်းမိုးထားသည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ယူဆပါသည်။ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကိုင်တွယ်နေစဉ် (လေဟာနယ်နှင့်/သို့မဟုတ် လေထုအခြေအနေအောက်တွင် သို့မဟုတ် သိုလှောင်မှုအတွင်း) (ဥပမာ၊ ပုံ 2၊ SI7 နှင့် SI9) တွင် ဖော်ပြထားသော အလွှာများအတွက် မည်သည့်ပျက်စီးမှု သို့မဟုတ် ကျွတ်ထွက်သည်ကို ကျွန်ုပ်တို့ မတွေ့ရှိရပါ။ ထို့အပြင်၊ NGF/SiO2/Si နမူနာ၏ core အဆင့်၏ XPS C 1s ရောင်စဉ်တွင် SiC အထွတ်အထိပ်ကို ကျွန်ုပ်တို့ မတွေ့ရှိရပါ (ပုံ 4)။ ဤရလဒ်များသည် NGF နှင့် ပစ်မှတ်အလွှာကြားတွင် ဓာတုနှောင်ကြိုးမရှိဟု ညွှန်ပြသည်။
ယခင်အပိုင်းတွင်၊ "ပိုလီမာ-အခမဲ့လွှဲပြောင်းခြင်း FS- နှင့် BS-NGF" တွင် NGF သည် နီကယ်သတ္တုပြား၏နှစ်ဖက်စလုံးတွင် ကြီးထွားနိုင်ပြီး လွှဲပြောင်းနိုင်ကြောင်း ကျွန်ုပ်တို့သရုပ်ပြခဲ့သည်။ ဤ FS-NGF နှင့် BS-NGF များသည် မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှု သတ်မှတ်ချက်များနှင့် တူညီခြင်းမရှိသောကြောင့် အမျိုးအစားတစ်ခုစီအတွက် အသင့်တော်ဆုံး အသုံးချပရိုဂရမ်များကို ရှာဖွေလေ့လာရန် လှုံ့ဆော်ပေးခဲ့သည်။
FS-NGF ၏ ပွင့်လင်းမြင်သာမှုနှင့် ပိုမိုချောမွေ့သော မျက်နှာပြင်ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းဖြင့် ၎င်း၏ ပြည်တွင်းဖွဲ့စည်းပုံ၊ အလင်းနှင့် လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများကို အသေးစိတ်လေ့လာခဲ့သည်။ ပိုလီမာလွှဲပြောင်းခြင်းမရှိဘဲ FS-NGF ၏ဖွဲ့စည်းပုံနှင့်ဖွဲ့စည်းပုံအား ဂီယာအီလက်ထရွန်အဏုကြည့်မှန်ရိုက်ခြင်း (TEM) နှင့် ရွေးချယ်ထားသော ဧရိယာအီလက်ထရွန်ကွဲပြားမှုပုံစံ (SAED) ပုံစံခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းဖြင့် သွင်ပြင်လက္ခဏာရှိသည်။ သက်ဆိုင်ရာ ရလဒ်များကို ပုံ 5 တွင် ပြထားသည်။ ချဲ့ထွင်မှုနည်းသော TEM ပုံရိပ်သည် ကွဲပြားသော အီလက်ထရွန် ဆန့်ကျင်ဘက်လက္ခဏာများဖြစ်သော နက်မှောင်သော နှင့် ပိုတောက်ပသော ဧရိယာများ အသီးသီးရှိ NGF နှင့် FLG ဒေသများ၏ ပါဝင်မှုကို ထင်ရှားစေသည်။ ရုပ်ရှင်တစ်ခုလုံးသည် NGF နှင့် FLG ၏ မတူညီသော ဒေသများကြားတွင် ကောင်းမွန်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကြံ့ခိုင်မှုနှင့် တည်ငြိမ်မှုကို ပြသထားပြီး SEM (ပုံ 3) နှင့် မြင့်မားသော ချဲ့ထွင်မှု TEM လေ့လာမှုများ (ပုံ 5c-e) တို့မှလည်း အတည်ပြုထားသည့် ထပ်တူကျကာ ပျက်စီးခြင်း သို့မဟုတ် စုတ်ပြဲခြင်း မရှိပေ။ အထူးသဖြင့်၊ ပုံ 5d တွင်၊ ပုံ 5d တွင် ၎င်း၏အကြီးဆုံးအပိုင်း (ပုံ 5d တွင် အနက်ရောင်အစက်ပြထားသောမြှားဖြင့် အမှတ်အသားပြုထားသည့် အနေအထား) ကိုပြသထားပြီး တြိဂံပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အကျယ် 51 ခန့်ရှိသော graphene အလွှာပါရှိသည်။ 0.33 ± 0.01 nm ရှိသော interplanar အကွာအဝေးရှိသော ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းမှုကို အကျဉ်းဆုံးဒေသရှိ graphene အလွှာများအထိ (ပုံ 5 ဃ ရှိ အစိုင်အခဲနက်မြှားအဆုံး)။
ကာဗွန်လက်စီကြေးနီဂရစ်ဒ်ရှိ ပေါ်လီမာကင်းစင်သော NiAG နမူနာ၏ Planar TEM ပုံ- (a၊ b) NGF နှင့် FLG ဒေသများအပါအဝင် ချဲ့ထွင်မှုနည်းသော TEM ပုံများ၊ (ce) panel-a နှင့် panel-b ရှိ ဒေသအသီးသီး၏ မြင့်မားသောချဲ့ထွင်ပုံများ တူညီသောအရောင်ရှိသောမြှားများကိုမှတ်သားထားသည်။ အကွက် a နှင့် c ရှိ အစိမ်းရောင်မြှားများသည် အလင်းတန်းညှိနေစဉ်အတွင်း စက်ဝိုင်းပုံပျက်စီးမှုကို ညွှန်ပြသည်။ (f–i) အကန့် a မှ c တွင်၊ မတူညီသောဒေသများရှိ SAED ပုံစံများကို အပြာ၊ စိမ်းပြာရောင်၊ လိမ္မော်ရောင်နှင့် အနီရောင် စက်ဝိုင်းများဖြင့် အသီးသီးဖော်ပြသည်။
ပုံ 5c ရှိ ဖဲကြိုးဖွဲ့စည်းပုံသည် (မြှားအနီဖြင့် အမှတ်အသားပြုထားသော) ဖလင်တလျှောက် nanofolds ဖွဲ့စည်းခြင်းကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည့် (ပုံ 5c တွင် ထည့်သွင်းထားသည်) (ပုံ 5c တွင်ထည့်သွင်းထားသည်) (ပုံ 5c တွင်ထည့်သွင်းထားသော) ပိုလျှံနေသော shear stress 30,61,62 ကြောင့် ဖြစ်နိုင်သော ဂရပ်ဖိုက်ရာဇမတ်လေယာဉ်များ၏ ဒေါင်လိုက်တိမ်းညွှတ်မှုကို ပြသသည် . မြင့်မားသော Resolution TEM အောက်တွင်၊ ဤ nanofold 30 သည် အခြား NGF ဒေသထက် ကွဲပြားသော ပုံဆောင်ခဲပုံစံ တိမ်းညွှတ်မှုကို ပြသသည်။ ဂရပ်ဖိုက် ရာဇမတ်ကွက်များ၏ အခြေခံလေယာဉ်များသည် ကျန်ရုပ်ရှင်ကဲ့သို့ အလျားလိုက်မဟုတ်ဘဲ ဒေါင်လိုက်နီးပါး တည့်တည့်သို့ ဦးတည်နေသည် (ပုံ 5c တွင် ထည့်သွင်းထားသည်)။ အလားတူ၊ FLG ဒေသသည် ပုံ 5b၊ 5e တွင် အနိမ့်နှင့် အလတ်စား ချဲ့ထွင်မှု အသီးသီးရှိကာ မျဉ်းနားနှင့် ကျဉ်းမြောင်းသော တီးဝိုင်းကဲ့သို့ ခေါက်ခေါက်များကို အခါအားလျော်စွာ ပြသပါသည်။ ပုံ 5e တွင်ထည့်သွင်းမှုသည် ကျွန်ုပ်တို့၏ယခင်ရလဒ်များ30 နှင့် ကောင်းမွန်သောသဘောတူညီချက်အရ FLG ကဏ္ဍ (interplanar အကွာအဝေး 0.33 ± 0.01 nm) တွင် နှစ်လွှာနှင့်သုံးလွှာရှိ graphene အလွှာများရှိနေခြင်းကို အတည်ပြုပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ပေါ်လီမာကင်းစင်သော NGF ၏ ကြေးနီဂရစ်ဒ်များပေါ်တွင် ချည်ထားသော ကာဗွန်ရုပ်ရှင်များ (ထိပ်တန်းကြည့်ရှုမှု TEM တိုင်းတာမှုများ လုပ်ဆောင်ပြီးနောက်) တွင် မှတ်တမ်းတင်ထားသော SEM ပုံများကို ပုံ SI9 တွင် ပြသထားသည်။ ကောင်းစွာဆိုင်းငံ့ထားသော FLG ဒေသ (အပြာရောင်မြှားဖြင့် အမှတ်အသားပြုထားသည်) နှင့် ပုံ SI9f ရှိ ကျိုးနေသောဒေသ။ အပြာရောင်မြှား (လွှဲပြောင်း NGF ၏အစွန်းရှိ) သည် FLG ဒေသသည် ပေါ်လီမာမပါဘဲ လွှဲပြောင်းခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို တွန်းလှန်နိုင်ကြောင်း ရည်ရွယ်ချက်ရှိရှိတင်ပြထားသည်။ အချုပ်အားဖြင့်၊ ဤပုံများသည် TEM နှင့် SEM တိုင်းတာမှုအတွင်း ပြင်းထန်သောလေဟာနယ်ကို ပြင်းထန်စွာကိုင်တွယ်ပြီး ထိတွေ့ပြီးနောက်တောင်မှ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း ဆိုင်းငံ့ထားသည့် NGF (FLG ဒေသ အပါအဝင်) သည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ သမာဓိကို ထိန်းသိမ်းထားကြောင်း အတည်ပြုပါသည်။
NGF ၏ အလွန်ကောင်းမွန်သော ချောမွေ့မှုကြောင့် (ပုံ 5a ကိုကြည့်ပါ)၊ SAED ဖွဲ့စည်းပုံကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန် [0001] ဒိုမိန်းဝင်ရိုးတစ်လျှောက် အပေါက်များကို ဦးတည်ရန် မခက်ခဲပါ။ ရုပ်ရှင်၏ ဒေသအထူနှင့် ၎င်း၏တည်နေရာပေါ် မူတည်၍ အီလက်ထရွန် ကွဲပြားမှုကို လေ့လာမှုများအတွက် စိတ်ဝင်စားဖွယ် ဧရိယာ (၁၂ မှတ်) ကို ဖော်ထုတ်ခဲ့သည်။ ပုံ 5a–c တွင်၊ ဤပုံမှန်ဒေသလေးခုကို ပြထားပြီး ရောင်စုံစက်ဝိုင်းများ (အပြာ၊ စိမ်းပြာ၊ လိမ္မော်၊ နှင့် အနီရောင်) ဖြင့် အမှတ်အသားပြုထားသည်။ SAED မုဒ်အတွက် ပုံ ၂ နှင့် ၃။ Figures 5f နှင့် g ကို ပုံ 5 နှင့် 5 တွင်ပြသထားသည့် FLG နယ်မြေမှ ရယူခဲ့သည်။ ပုံ 5b နှင့် c တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အသီးသီးရှိသည်။ ၎င်းတို့တွင် လိမ်ထားသော graphene63 နှင့် ဆင်တူသော ဆဋ္ဌဂံပုံသဏ္ဍာန်ရှိသည်။ အထူးသဖြင့်၊ ပုံ 5f သည် (10-10) ရောင်ပြန်ဟပ်မှု အတွဲသုံးတွဲ၏ ထောင့်ချိုးမညီမှုကို သက်သေပြထားသည့်အတိုင်း 10° နှင့် 20° ဖြင့် လှည့်ထားသော ဇုန်ဝင်ရိုး၏တူညီသောဦးတည်ချက်ဖြင့် တွဲထားသောပုံစံသုံးခုကို ပြသထားသည်။ အလားတူ၊ ပုံ 5g သည် 20° ဖြင့် လှည့်ပတ်ထားသော ဆဋ္ဌဂံပုံစံနှစ်ခုကို ပြသထားသည်။ FLG ဒေသရှိ ဆဋ္ဌဂံပုံစံ အုပ်စုနှစ်စု သို့မဟုတ် သုံးစုသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဆက်စပ်နေသော လှည့်ပတ်ထားသော ဂရပ်ဖင်းအလွှာ 33 ခုမှ လေယာဉ်တွင်း သို့မဟုတ် လေယာဉ်အပြင်ဘက်တွင် ဖြစ်ပေါ်လာနိုင်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ ပုံ 5h၊i (ပုံ 5a တွင်ပြသထားသည့် NGF ဒေသနှင့် သက်ဆိုင်သည်) တွင်ရှိသော အီလက်ထရွန်ကွဲလွဲမှုပုံစံများသည် ပိုကြီးသောပစ္စည်းအထူနှင့်သက်ဆိုင်သည့် [0001] ပုံစံတစ်ခုကို ပြသသည်။ ဤ SAED မော်ဒယ်များသည် အညွှန်းကိန်း 64 မှ ကိုးကားထားသည့်အတိုင်း FLG ထက် ပိုထူသော ဂရပ်ဖစ်ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် အလယ်အလတ် တိမ်းညွှတ်မှုတို့နှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ NGF ၏ ပုံဆောင်ခဲဂုဏ်သတ္တိများ၏ လက္ခဏာရပ်များသည် superimposed ဂရပ်ဖိုက် (သို့မဟုတ် ဂရပ်ဖင်း) ပုံဆောင်ခဲများ နှစ်ခု သို့မဟုတ် သုံးခု ယှဉ်တွဲတည်ရှိမှုကို ထင်ရှားစေသည်။ FLG ဒေသတွင် အထူးမှတ်သားဖွယ်ကောင်းသည်မှာ ပုံဆောင်ခဲများသည် လေယာဉ်အတွင်း သို့မဟုတ် လေယာဉ်ပြင်ပတွင် လွဲမှားနေသော အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ရှိနေခြင်းပင်ဖြစ်သည်။ Ni 64 ရုပ်ရှင်များတွင် စိုက်ပျိုးထားသည့် NGF အတွက် 17°၊ 22° နှင့် 25° ရှိသော ဂရပ်ဖိုက်အမှုန်များ/အလွှာများကို ယခင်က အစီရင်ခံထားပါသည်။ ဤလေ့လာမှုတွင်တွေ့ရသော လှည့်ခြင်းထောင့်တန်ဖိုးများသည် လိမ်ထားသော BLG63 graphene အတွက် ယခင်က လေ့လာထားသော လည်ပတ်ထောင့်များ (±1°) နှင့် ကိုက်ညီပါသည်။
NGF/SiO2/Si ၏ လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများကို 10×3 mm2 ဧရိယာထက် 300 K ဖြင့် တိုင်းတာခဲ့သည်။ အီလက်ထရွန်သယ်ဆောင်သူ၏အာရုံစူးစိုက်မှု၊ ရွေ့လျားနိုင်မှုနှင့်စီးကူးမှုတန်ဖိုးများသည် 1.6 × 1020 cm-3၊ 220 cm2 V-1 C-1 နှင့် 2000 S-cm-1 အသီးသီးဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ NGF ၏ ရွေ့လျားနိုင်မှုနှင့် လျှပ်ကူးနိုင်သောတန်ဖိုးများသည် သဘာဝဂရပ်ဖိုက် 2 နှင့် ဆင်တူပြီး စီးပွားဖြစ်ရရှိနိုင်သော မြင့်မားသောဦးတည်ထားသော pyrolytic ဂရပ်ဖိုက် (3000°C တွင်ထုတ်လုပ်သည်) 29 ထက်ပိုမိုမြင့်မားပါသည်။ တွေ့ရှိရသော အီလက်ထရွန် သယ်ဆောင်သူ၏ အာရုံစူးစိုက်မှုတန်ဖိုးများသည် မကြာသေးမီက အစီရင်ခံထားသည့် ပမာဏထက် (၇.၂၅ × ၁၀ စင်တီမီတာ-၃) ထက် ပြင်းအား နှစ်ခု မြင့်မားသော အပူချိန် (3200°C) polyimide စာရွက်များကို အသုံးပြု၍ ပြင်ဆင်ထားသော မိုက်ခရိုနမ်ထူသော ဂရပ်ဖိုက်ရုပ်ရှင်များအတွက် ဖြစ်သည်။
ကျွန်ုပ်တို့သည် FS-NGF တွင် quartz အလွှာသို့ လွှဲပြောင်းပေးသည့် ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် ထုတ်လွှင့်မှု တိုင်းတာမှုများကိုလည်း လုပ်ဆောင်ခဲ့သည် (ပုံ 6)။ ထွက်ပေါ်လာသော spectrum သည် အကွာအဝေး 350-800 nm တွင် 62% နီးပါး အဆက်မပြတ် ထုတ်လွှင့်မှုကို ပြသပြီး NGF သည် မြင်နိုင်သောအလင်းရောင်မှ တောက်ပနေကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ တကယ်တော့၊ "KAUST" ဟူသောအမည်ကို ပုံ 6b ရှိ နမူနာ၏ ဒစ်ဂျစ်တယ်ဓာတ်ပုံတွင် တွေ့မြင်နိုင်ပါသည်။ NGF ၏ nanocrystalline တည်ဆောက်ပုံသည် SLG နှင့် ကွာခြားသော်လည်း နောက်ထပ် layer65 တွင် ထုတ်လွှင့်မှုဆုံးရှုံးမှု 2.3% စည်းမျဉ်းကို အသုံးပြု၍ အလွှာအရေအတွက်ကို အကြမ်းဖျင်း ခန့်မှန်းနိုင်ပါသည်။ ဤဆက်နွယ်မှုအရ၊ 38% ဂီယာဆုံးရှုံးမှုရှိသော graphene အလွှာများ၏အရေအတွက်သည် 21 ဖြစ်သည်။ ကြီးထွားလာသော NGF တွင် အဓိကအားဖြင့် 300 graphene အလွှာများပါဝင်သည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ 100 nm အထူ (ပုံ 1၊ SI5 နှင့် SI7)။ ထို့ကြောင့်၊ ၎င်းတို့ကို ရုပ်ရှင်တစ်ကားလုံးတွင် ဖြန့်ဝေထားသောကြောင့် စောင့်ကြည့်လေ့လာထားသော အလင်းပြမြင်သာမှုသည် FLG နှင့် MLG ဒေသများနှင့် သက်ဆိုင်သည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ယူဆသည် (ပုံ။ 1၊ 3၊ 5 နှင့် 6c)။ အထက်ဖော်ပြပါ အဆောက်အဦဆိုင်ရာ အချက်အလက်များအပြင်၊ စီးဆင်းမှုနှင့် ပွင့်လင်းမြင်သာမှုသည် လွှဲပြောင်းပေးသည့် NGF ၏ မြင့်မားသောပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးကိုလည်း အတည်ပြုပါသည်။
(က) ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် မြင်နိုင်သော ထုတ်လွှင့်မှု တိုင်းတာခြင်း၊ (ခ) ကိုယ်စားလှယ်နမူနာကို အသုံးပြု၍ quartz ပေါ်တွင် ပုံမှန် NGF လွှဲပြောင်းမှု။ (ဂ) နမူနာတစ်လျှောက် မီးခိုးရောင်ကျပန်းပုံသဏ္ဍာန်အဖြစ် အမှတ်အသားပြုထားသော အညီအမျှခွဲဝေထားသော FLG နှင့် MLG ဒေသများ (ပုံ 1 ကိုကြည့်ပါ) (ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 0.1–3% ဧရိယာ) (ပုံ 1 ကိုကြည့်ပါ) (ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 100 μm2)။ ပုံသဏ္ဍာန်ရှိ ကျပန်းပုံသဏ္ဍာန်များနှင့် ၎င်းတို့၏အရွယ်အစားများသည် သရုပ်ဖော်ရန်အတွက်သာဖြစ်ပြီး လက်တွေ့ဧရိယာများနှင့် မကိုက်ညီပါ။
CVD မှ စိုက်ပျိုးထားသော Translucent NGF ကို ယခင်က ဆီလီကွန် မျက်နှာပြင်များပေါ်တွင် လွှဲပြောင်းခဲ့ပြီး ဆိုလာဆဲလ်များ 15,16 တွင် အသုံးပြုခဲ့သည်။ ရရှိလာသော ပါဝါကူးပြောင်းမှုထိရောက်မှု (PCE) သည် 1.5% ဖြစ်သည်။ ဤ NGF များသည် တက်ကြွသော ဒြပ်ပေါင်းအလွှာများ၊ အားသွင်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးလမ်းကြောင်းများနှင့် ဖောက်ထွင်းမြင်ရသော လျှပ်ကူးပစ္စည်း 15,16 ကဲ့သို့သော လုပ်ဆောင်ချက်များစွာကို လုပ်ဆောင်သည်။ ဒါပေမယ့် ဖိုက်တင်ဇာတ်ကားက တစ်ပြေးညီမဟုတ်ဘူး။ ဤဂုဏ်သတ္တိနှစ်ခုသည် ဆိုလာဆဲလ် 15,16 ၏ PCE တန်ဖိုးကို ဆုံးဖြတ်ရာတွင် အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်နေသောကြောင့် စာရွက်ခံနိုင်ရည်နှင့် optical transmittance ကို ဂရုတစိုက်ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့် ထပ်ဆင့် ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ ပုံမှန်အားဖြင့်၊ ဂရပ်ဖင်းရုပ်ရှင်များသည် မြင်နိုင်သောအလင်းရောင်အတွက် 97.7% ဖောက်ထွင်းမြင်နိုင်သော်လည်း စာရွက်ခံနိုင်ရည်မှာ 200-3000 ohms/sq.16 ဖြစ်သည်။ ဂရပ်ဖင်းရုပ်ရှင်များ၏ မျက်နှာပြင်ခံနိုင်ရည်အား အလွှာအရေအတွက် (ဂရပ်ဖင်းအလွှာများစွာ လွှဲပြောင်းခြင်း) နှင့် HNO3 (~30 Ohm/sq.)66 ဖြင့် သုံးစွဲခြင်းဖြင့် လျှော့ချနိုင်သည်။ သို့သော်၊ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် အချိန်ကြာမြင့်ပြီး မတူညီသော လွှဲပြောင်းအလွှာများသည် ကောင်းမွန်သောအဆက်အသွယ်ကို အမြဲထိန်းသိမ်းထားမည်မဟုတ်ပေ။ ကျွန်ုပ်တို့၏အရှေ့ဘက်ခြမ်း NGF တွင် conductivity 2000 S/cm၊ film sheet resistance 50 ohm/ sq. နှင့် 62% ပွင့်လင်းမြင်သာမှုတို့ကြောင့် ၎င်းအား ဆိုလာဆဲလ်များရှိ လျှပ်ကူးလမ်းကြောင်းများ သို့မဟုတ် တန်ပြန်လျှပ်ကူးပစ္စည်းများအတွက် အလားအလာရှိသော အစားထိုးတစ်ခုဖြစ်လာသည်။
BS-NGF ၏ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် မျက်နှာပြင် ဓာတုဗေဒသည် FS-NGF နှင့် ဆင်တူသော်လည်း ၎င်း၏ ကြမ်းတမ်းမှုသည် ကွဲပြားသည် ("FS-Growth of FS- and BS-NGF")။ ယခင်က ကျွန်ုပ်တို့သည် အလွန်ပါးလွှာသော ဖလင်ဂရပ်ဖိုက်၂၂ ကို ဓာတ်ငွေ့အာရုံခံကိရိယာအဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ဓာတ်ငွေ့အာရုံခံခြင်းလုပ်ငန်းများအတွက် BS-NGF ကိုအသုံးပြုရန် ဖြစ်နိုင်ချေကို စမ်းသပ်ခဲ့သည် (ပုံ SI10)။ ပထမဦးစွာ၊ BS-NGF ၏ mm2 အရွယ်အပိုင်းများကို interdigitating electrode sensor ချစ်ပ် (ပုံ SI10a-c) ပေါ်သို့ လွှဲပြောင်းပေးခဲ့သည်။ ချစ်ပ်၏ ထုတ်လုပ်မှု အသေးစိတ်ကို ယခင်က အစီရင်ခံခဲ့သည်။ ၎င်း၏တက်ကြွသောအာရုံခံဧရိယာသည် 9 mm267 ဖြစ်သည်။ SEM ပုံများ (ပုံ SI10b နှင့် c) တွင် အောက်ခံရွှေလျှပ်ကူးပစ္စည်းကို NGF မှတဆင့် ရှင်းရှင်းလင်းလင်းမြင်နိုင်သည်။ တစ်ဖန်၊ နမူနာအားလုံးအတွက် ယူနီဖောင်း ချစ်ပ်ဖုံးလွှမ်းမှုကို အောင်မြင်ကြောင်း ထပ်မံတွေ့ရှိရသည်။ အမျိုးမျိုးသော ဓာတ်ငွေ့များ၏ ဓာတ်ငွေ့အာရုံခံ တိုင်းတာမှုများကို မှတ်တမ်းတင်ခဲ့သည် (ပုံ။ SI10d) (ပုံ။ SI11) နှင့် ရလဒ်တုံ့ပြန်မှုနှုန်းများကို ပုံများတွင် ပြထားသည်။ SI10g SO2 (200 ppm)၊ H2 (2%)၊ CH4 (200 ppm)၊ CO2 (2%)၊ H2S (200 ppm) နှင့် NH3 (200 ppm) အပါအဝင် အခြားသော နှောက်ယှက်သည့်ဓာတ်ငွေ့များနှင့် ဖြစ်နိုင်သည်။ ဖြစ်နိုင်သော အကြောင်းအရင်းတစ်ခုမှာ NO2 ဖြစ်သည်။ ဓာတ်ငွေ့ 22,68 ၏ electrophilic သဘောသဘာဝ။ graphene ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် စုပ်ယူသောအခါ၊ ၎င်းသည် စနစ်အားဖြင့် အီလက်ထရွန်များ၏ လက်ရှိစုပ်ယူမှုကို လျော့နည်းစေသည်။ ယခင်ထုတ်ဝေထားသော အာရုံခံကိရိယာများနှင့် BS-NGF အာရုံခံကိရိယာ၏ တုံ့ပြန်ချိန်ဒေတာကို ဇယား SI2 တွင် ဖော်ပြထားပါသည်။ ခရမ်းလွန်ပလာစမာ၊ O3 ပလာစမာ သို့မဟုတ် အပူ (50–150°C) ကိုအသုံးပြု၍ NGF အာရုံခံကိရိယာများကို ပြန်လည်အသက်သွင်းရန်အတွက် ယန္တရားသည် ဆက်လက်လုပ်ဆောင်နေပြီး၊ အကောင်းဆုံးအားဖြင့် မြှုပ်သွင်းထားသောစနစ်များကို အကောင်အထည်ဖော်ခြင်းဖြင့် ၆၉။
CVD လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း၊ graphene ကြီးထွားမှုသည် ဓာတ်ကူပစ္စည်းအလွှာ 41 ၏ နှစ်ဖက်စလုံးတွင် ဖြစ်ပေါ်သည်။ သို့ရာတွင်၊ BS-graphene သည် လွှဲပြောင်းခြင်း လုပ်ငန်းစဉ် ၄၁ အတွင်း အများအားဖြင့် ထုတ်လွှတ်သည်။ ဤလေ့လာမှုတွင်၊ အရည်အသွေးမြင့် NGF ကြီးထွားမှုနှင့် ပေါ်လီမာမပါသော NGF လွှဲပြောင်းမှုကို ဓာတ်ကူပစ္စည်းပံ့ပိုးမှု၏ နှစ်ဖက်စလုံးတွင် အောင်မြင်နိုင်ကြောင်း ကျွန်ုပ်တို့ သရုပ်ပြပါသည်။ BS-NGF သည် FS-NGF (~100 nm) ထက် (~80 nm) ပိုမိုပါးလွှာပြီး BS-Ni သည် ရှေ့ပြေးဓာတ်ငွေ့စီးဆင်းမှုနှင့် တိုက်ရိုက်ထိတွေ့မှုမရှိခြင်းဟူသောအချက်ဖြင့် ဤကွာခြားချက်ကို ရှင်းပြပါသည်။ NiAR အလွှာ၏ ကြမ်းတမ်းမှုသည် NGF ၏ ကြမ်းတမ်းမှုကို လွှမ်းမိုးကြောင်းလည်း ကျွန်ုပ်တို့ တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဤရလဒ်များက ကြီးထွားလာသော Planar FS-NGF ကို graphene (exfoliation method70 ဖြင့်) သို့မဟုတ် ဆိုလာဆဲလ်များတွင် လျှပ်ကူးလမ်းကြောင်းအဖြစ် graphene အတွက် ရှေ့ပြေးပစ္စည်းအဖြစ် အသုံးပြုနိုင်ကြောင်း ဖော်ပြသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ BS-NGF ကို ဓာတ်ငွေ့ရှာဖွေခြင်း (ပုံ။ SI9) နှင့် ၎င်း၏မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုအသုံးဝင်မည့် စွမ်းအင်သိုလှောင်မှုစနစ် 71,72 အတွက် ဖြစ်နိုင်သည်။
အထက်ဖော်ပြပါများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းဖြင့် လက်ရှိအလုပ်အား CVD မှ စိုက်ပျိုးထုတ်လုပ်ထားသော ဂရပ်ဖိုက်ရုပ်ရှင်များနှင့် နီကယ်သတ္တုပြားများကို အသုံးပြု၍ ပေါင်းစပ်ရန် အသုံးဝင်ပါသည်။ ဇယား 2 တွင်တွေ့မြင်နိုင်သကဲ့သို့၊ ကျွန်ုပ်တို့အသုံးပြုထားသော ဖိအားများသည် အပူချိန်အနည်းငယ်နိမ့်သည့်တိုင် (ကြီးထွားမှုအဆင့်) ကို တိုတောင်းစေပါသည်။ ချဲ့ထွင်ရန် အလားအလာကို ညွှန်ပြသော ကျွန်ုပ်တို့သည် ပုံမှန်ထက် ပိုကြီးသော တိုးတက်မှုကို ရရှိခဲ့ပါသည်။ ဇယားတွင် ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည့် အခြားအချက်များ ရှိသေးသည်။
နှစ်ထပ် အရည်အသွေးမြင့် NGF ကို ဓာတ်ပစ္စည်းများ CVD ဖြင့် နီကယ်သတ္တုပြားတွင် စိုက်ပျိုးခဲ့သည်။ သမားရိုးကျ ပိုလီမာအလွှာများကို ဖယ်ရှားခြင်းဖြင့် (CVD graphene တွင်အသုံးပြုသည့်အရာများကဲ့သို့)၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် သန့်စင်ပြီး အပြစ်အနာအဆာကင်းသော NGF (နီကယ်သတ္တုပါး၏ နောက်ဘက်နှင့် ရှေ့ဘက်နှစ်ဖက်တွင် စိုက်ပျိုးထားသော) လုပ်ငန်းစဉ်-အရေးပါသော အလွှာအမျိုးမျိုးသို့ NGF ကို ဖယ်ရှားပေးပါသည်။ ထင်ရှားသည်မှာ၊ NGF တွင် FLG နှင့် MLG နယ်မြေများ (ပုံမှန်အားဖြင့် 100 µm2 လျှင် 0.1% မှ 3%) သည် ပိုထူသောဖလင်တွင် တည်ဆောက်ပုံအရ ကောင်းမွန်စွာပေါင်းစပ်ထားသည်။ Planar TEM သည် ဤဒေသများသည် ဂရပ်ဖိုက်/ဂရပ်ဖင်အမှုန်များ (သလင်းခဲများ သို့မဟုတ် အလွှာအသီးသီး) နှစ်ခုမှ 3 ခုအထိ အစုအပုံများဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားကြောင်း ပြသသည် FLG နှင့် MLG ဒေသများသည် FS-NGF ၏ ပွင့်လင်းမြင်သာသောအလင်းရောင်အတွက် တာဝန်ရှိပါသည်။ အနောက်စာရွက်များအတွက်၊ ၎င်းတို့ကို ရှေ့စာရွက်များနှင့် အပြိုင်သယ်ဆောင်နိုင်ပြီး၊ ပြထားသည့်အတိုင်း လုပ်ဆောင်နိုင်သော ရည်ရွယ်ချက်တစ်ခု (ဥပမာ၊ ဓာတ်ငွေ့ရှာဖွေခြင်းအတွက်) ရှိနိုင်သည်။ ဤလေ့လာမှုများသည် စက်မှုစကေး CVD လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် စွန့်ပစ်ပစ္စည်းများနှင့် ကုန်ကျစရိတ်များကို လျှော့ချရန်အတွက် အလွန်အသုံးဝင်ပါသည်။
ယေဘုယျအားဖြင့်၊ CVD NGF ၏ပျမ်းမျှအထူသည် (အနိမ့်နှင့်အလွှာ) graphene နှင့်စက်မှုလုပ်ငန်း (မိုက်ခရိုမီတာ) ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များကြားတွင်တည်ရှိသည်။ ၎င်းတို့၏ ထုတ်လုပ်မှုနှင့် သယ်ယူပို့ဆောင်ရေး အတွက် ကျွန်ုပ်တို့ ဖန်တီးထားသော ရိုးရှင်းသော နည်းလမ်းနှင့် ၎င်းတို့၏ စိတ်ဝင်စားဖွယ် ဂုဏ်သတ္တိများ၏ အကွာအဝေးသည် လက်ရှိ အသုံးပြုနေသော စွမ်းအင်သုံး စက်မှုထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်များကို စရိတ်စက မလိုအပ်ဘဲ ဂရပ်ဖိုက်၏ လုပ်ဆောင်မှုဆိုင်ရာ တုံ့ပြန်မှု လိုအပ်သော အပလီကေးရှင်းများအတွက် ဤဇာတ်ကားများအတွက် အထူးသင့်လျော်ပါသည်။
25-μm-အထူရှိသော နီကယ်သတ္တုပြား (99.5% သန့်စင်မှု၊ Goodfellow) ကို စီးပွားဖြစ် CVD ဓာတ်ပေါင်းဖို (Aixtron 4-inch BMPro) တွင် တပ်ဆင်ခဲ့သည်။ စနစ်အား အာဂွန်ဖြင့် သန့်စင်ထားပြီး အခြေခံဖိအား 10-3 mbar သို့ ရွှေ့ပြောင်းထားသည်။ ထို့နောက် နီကယ်သတ္တုပြားကို ချထားလိုက်သည်။ Ar/H2 တွင် (Ni သတ္တုပြားကို 5 မိနစ်ကြိုတင်ပြီးသောအခါ၊ သတ္တုပြားကို 900°C တွင် 500 mbar ဖိအားနှင့် ထိတွေ့ခဲ့သည်။ NGF ကို CH4/H2 (100 cm3 တစ်ခုစီ) တွင် 5 မိနစ်ကြာ ပေါင်းထည့်သည်။ ထို့နောက်နမူနာအား 40°C/min တွင် Ar flow (4000 cm3) ကို အသုံးပြု၍ 700°C အောက် အပူချိန်သို့ အအေးခံပြီး NGF ကြီးထွားမှု လုပ်ငန်းစဉ် အသေးစိတ်ကို အခြားနေရာများတွင် ဖော်ပြထားပါသည်။
နမူနာ၏ မျက်နှာပြင် ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်ကို Zeiss Merlin အဏုစကုပ် (1 kV၊ 50 pA) အသုံးပြု၍ SEM မှ မြင်သာစေသည်။ နမူနာမျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှုနှင့် NGF အထူကို AFM (Dimension Icon SPM, Bruker) ဖြင့် တိုင်းတာခဲ့သည်။ TEM နှင့် SAED တိုင်းတာမှုများကို FEI Titan 80–300 Cubed အဏုကြည့်မှန်ဘီလူး (300 kV)၊ FEI Wien အမျိုးအစား monochromator နှင့် CEOS မှန်ဘီလူး လုံးပတ်ကွဲလွဲမှားမှု အမှားပြင်ဆင်ပေးသည့်ကိရိယာကို အသုံးပြု၍ ဆောင်ရွက်ခဲ့ပါသည်။ spatial resolution 0.09 nm ။ NGF နမူနာများကို ပြားချပ်ချပ် TEM ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းနှင့် SAED ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းအတွက် ကာဗွန်ရောင်အသားပေးထားသော ကြေးနီဂရစ်များသို့ လွှဲပြောင်းပေးခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့်၊ နမူနာ flocs အများစုကို ထောက်ကူပေးသော အမြှေးပါး၏ ချွေးပေါက်များတွင် ဆိုင်းငံ့ထားသည်။ လွှဲပြောင်းထားသော NGF နမူနာများကို XRD မှ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သည်။ X-ray diffraction ပုံစံများကို အမှုန့် diffractometer (Brucker၊ D2 phase shifter with Cu Kα source၊ 1.5418 Å နှင့် LYNXEYE detector) ဖြင့် Cu radiation source အချင်း 3 mm ရှိသော beam spot အချင်း 3 mm ကို အသုံးပြု၍ ရရှိခဲ့ပါသည်။
Raman အမှတ်တိုင်းတာမှုအများအပြားကို ပေါင်းစပ်ဖော်မြူလာစကုပ် (Alpha 300 RA, WITEC) အသုံးပြု၍ မှတ်တမ်းတင်ခဲ့သည်။ လှုံ့ဆော်မှုနည်းသော စွမ်းအား (25%) ရှိသော 532 nm လေဆာကို အပူဖြင့် လှုံ့ဆော်ပေးသော သက်ရောက်မှုများကို ရှောင်ရှားရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) သည် 300 × 700 μm2 ရှိသော နမူနာဧရိယာအပေါ်ရှိ Kratos Axis Ultra spectrometer တွင် လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်မှာ monochromatic Al Kα ရောင်ခြည် (hν = 1486.6 eV) စွမ်းအား 150 W. Resolution spectra ကို အသုံးပြု၍ ရရှိခဲ့သည် 160 eV နှင့် 20 eV အသီးသီးရှိ ဂီယာစွမ်းအင်များ။ SiO2 သို့လွှဲပြောင်းပေးသည့် NGF နမူနာများကို (3 × 10 mm2 တစ်ခုစီ) တွင် 30 W. ကြေးနီဝိုင်ယာအဆက်အသွယ်များ (50 μm အထူ) ရှိ PLS6MW (1.06 μm) ytterbium ဖိုက်ဘာလေဆာကို အသုံးပြု၍ အပိုင်းပိုင်းဖြတ်ပြီး (50 μm) ကို ငွေရောင်အဏုကြည့်အဏုကြည့်မှန်ဘီလူးဖြင့် ဖန်တီးထားပါသည်။ လျှပ်စစ်သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးနှင့် Hall effect စမ်းသပ်မှုများကို 300 K ဖြင့် ဤနမူနာများတွင် လုပ်ဆောင်ခဲ့ပြီး ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို တိုင်းတာသည့်စနစ် (PPMS EverCool-II, Quantum Design, USA) တွင် သံလိုက်စက်ကွင်း ± 9 Tesla ၏ သံလိုက်စက်ကွင်းပုံစံကွဲလွဲမှုကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ 350–800 nm NGF အကွာအဝေးရှိ 350–800 nm NGF အကွာအဝေးရှိ Lambda 950 UV–vis spectrophotometer ကို အသုံးပြု၍ ထုတ်လွှင့်သော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ရောင်စဉ်ကို မှတ်တမ်းတင်ထားသည်။
ဓာတုခံနိုင်ရည်ရှိမှုအာရုံခံကိရိယာ (interdigitated electrode ချစ်ပ်) ကို စိတ်ကြိုက်ပုံနှိပ်ဆားကစ်ဘုတ် 73 သို့ ကြိုးဖြင့် သွယ်တန်းထားပြီး ခံနိုင်ရည်အား ယာယီထုတ်ယူခဲ့သည်။ စက်တည်ရှိသည့် ပုံနှိပ်ဆားကစ်ဘုတ်ကို အဆက်အသွယ်စက်များနှင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး ဓာတ်ငွေ့အာရုံခံခန်း 74 တွင် ထားရှိထားသည်။ ခုခံမှုတိုင်းတာမှုများကို ဗို့အား 1 V တွင် ဖယ်ရှားရှင်းလင်းခြင်းမှ ဓာတ်ငွေ့ထိတွေ့မှုအထိ ဆက်တိုက်စကင်န်ဖတ်ခြင်းဖြင့် ထပ်မံရှင်းလင်းပြီးနောက် ထပ်မံရှင်းလင်းခဲ့သည်။ အခန်းတွင်းရှိ အစိုဓာတ်အပါအဝင် အခြားခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအားလုံးကို ဖယ်ရှားကြောင်းသေချာစေရန် အခန်းတွင်းရှိ နိုက်ထရိုဂျင် ၂၀၀ စင်တီမီတာ ၃ တွင် ၁ နာရီကြာ သန့်စင်ခြင်းဖြင့် အစပိုင်းတွင် သန့်စင်ခဲ့သည်။ ထို့နောက် N2 ဆလင်ဒါကို ပိတ်ခြင်းဖြင့် တစ်ဦးချင်းစီ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုများအား အခန်းထဲသို့ ဖြည်းညှင်းစွာ ထုတ်လွှတ်လိုက်ပါသည်။
ဤဆောင်းပါး၏ ပြန်လည်ပြင်ဆင်ထားသောဗားရှင်းကို ထုတ်ဝေပြီးဖြစ်ကာ ဆောင်းပါး၏ထိပ်ရှိ လင့်ခ်မှတစ်ဆင့် ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုနိုင်ပါသည်။
Inagaki၊ M. နှင့် Kang၊ F. ကာဗွန်ပစ္စည်းများ သိပ္ပံနှင့် အင်ဂျင်နီယာ- အခြေခံများ။ ဒုတိယအကြိမ် တည်းဖြတ်သည်။ 2014. 542.
Pearson၊ HO လက်စွဲစာအုပ်၊ ကာဗွန်၊ ဂရပ်ဖိုက်၊ စိန်နှင့် ဖူလာရီနက်စ်- ပိုင်ဆိုင်မှု၊ စီမံဆောင်ရွက်ပေးမှုနှင့် အသုံးချမှုများ။ ပထမအကြိမ်တည်းဖြတ်ပြီးပါပြီ။ ၁၉၉၄၊ နယူးဂျာစီ။
Tsai, W. et al. ကျယ်ပြန့်သော ပါးလွှာလျှပ်ကူးပစ္စည်းအဖြစ် ကျယ်ပြန့်သော ဂရပ်ဖီင်း/ဂရပ်ဖိုက် ရုပ်ရှင်များ။ လျှောက်လွှာ။ ရူပဗေဒ။ ရိုက်တယ်။ ၉၅(၁၂)၊ ၁၂၃၁၁၅(၂၀၀၉)။
Balandin AA သည် graphene နှင့် nanostructured carbon ပစ္စည်းများ၏ အပူဓာတ်ဂုဏ်သတ္တိများ။ နတ်။ Matt. ၁၀(၈)၊ ၅၆၉-၅၈၁ (၂၀၁၁)။
Cheng KY၊ Brown PW နှင့် Cahill DG သည် Ni (111) တွင် အပူချိန်နည်းသော ဓာတုအခိုးအငွေ့ထွက်မှုဖြင့် ဂရပ်ဖိုက်ရုပ်ရှင်များ၏ အပူစီးကူးမှု။ ကြိယာဝိသေသန Matt. Interface 3၊ 16 (2016)။
Hesjedal၊ T. ဓာတုအခိုးအငွေ့ထွက်ခြင်းကြောင့် ဂရပ်ဖင်းရုပ်ရှင်များ အဆက်မပြတ်ကြီးထွားလာသည်။ လျှောက်လွှာ။ ရူပဗေဒ။ ရိုက်တယ်။ ၉၈(၁၃)၊ ၁၃၃၁၀၆(၂၀၁၁)။
စာတိုက်အချိန်- သြဂုတ်-၂၃-၂၀၂၄