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不同衬底条件下石墨烯结构形核过程的晶体相场法研究

谷季唯 王锦程 王志军 李俊杰 郭灿 唐赛

不同衬底条件下石墨烯结构形核过程的晶体相场法研究

谷季唯, 王锦程, 王志军, 李俊杰, 郭灿, 唐赛
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  • 利用可描述气-固转变的三模晶体相场模型,在原子尺度上研究了不同衬底条件下石墨烯结构的形核过程.结果表明:无论衬底存在与否,气态原子均是先聚集为无定形过渡态团簇,随着气态原子的不断堆积和固相团簇中原子位置的不断调整,过渡态团簇逐渐转变为有序的石墨烯晶核,在此过程中,五元环结构具有重要的过渡作用;石墨烯在结构匹配较好的衬底(如面心立方(face-centered cubic,FCC)结构(111)和(110))上生长时,可形成几乎没有结构缺陷单晶石墨烯岛;在无衬底或结构匹配性较差的衬底(如FCC结构(100)面)上生长时,形成的石墨烯岛结构缺陷和晶界较多,不利于高质量石墨烯的制备.
      通信作者: 王锦程, jchwang@nwpu.edu.cn;s.tang@mpie.de ; 唐赛, jchwang@nwpu.edu.cn;s.tang@mpie.de
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51571165,51371151)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-26
  • 修回日期:  2017-07-05
  • 刊出日期:  2017-11-05

不同衬底条件下石墨烯结构形核过程的晶体相场法研究

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51571165,51371151)资助的课题.

摘要: 利用可描述气-固转变的三模晶体相场模型,在原子尺度上研究了不同衬底条件下石墨烯结构的形核过程.结果表明:无论衬底存在与否,气态原子均是先聚集为无定形过渡态团簇,随着气态原子的不断堆积和固相团簇中原子位置的不断调整,过渡态团簇逐渐转变为有序的石墨烯晶核,在此过程中,五元环结构具有重要的过渡作用;石墨烯在结构匹配较好的衬底(如面心立方(face-centered cubic,FCC)结构(111)和(110))上生长时,可形成几乎没有结构缺陷单晶石墨烯岛;在无衬底或结构匹配性较差的衬底(如FCC结构(100)面)上生长时,形成的石墨烯岛结构缺陷和晶界较多,不利于高质量石墨烯的制备.

English Abstract

参考文献 (26)

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