Korngrenzen in Graphen, das durch chemische Dampfabscheidung gewachsen ist

Die wissenschaftliche Literatur zu Korngrenzen (GBs) in Graphen wurde überprüft. Die Übersicht konzentriert sich hauptsächlich auf die experimentellen Ergebnisse über das Wachstum durch chemische Dampfabscheidung (CVD) unter einem sehr breiten Spektrum von Bedingungen (Temperatur, Druck, Wasserstoff/Kohlenwasserstoff-Verhältnis, Gasgeschwindigkeit und Substrate). Unterschiede wurden in den GBs je nach Herkunft des Graphens festgestellt: In mikro-mechanisch gespleißtem Graphen (produziert aus Hochtemperatur- und Hochdrucksynthese) findet man häufiger Reihen von hexagonalen Ringen, die zwei perfekte Graphen-Kristallite trennen, während in aus CVD produziertem Graphen—trotz der sehr breiten Wachstumsbedingungen, die in verschiedenen Laboren verwendet werden—GBs mit ausgeprägteren häufig vorkommen. Im Zusammenhang mit der beobachteten Unordnung wird die Stabilität von zweidimensionalem amorphem Kohlenstoff diskutiert und die Wachstumsbedingungen können einen Einfluss auf die Struktur der GBs haben, was ebenfalls überprüft wird. Die am häufigsten verwendeten Methoden zur atomaren Charakterisierung der GB-Strukturen, deren Einschränkungen und die Veränderungen der GBs im CVD-Graphen sowie deren Untersuchung (z. B. unter Elektronenstrahlbestrahlung) werden diskutiert. Die Auswirkungen der GB-Unordnung auf den elektrischen und thermischen Transport werden beurteilt und die relativ verfügbaren Daten zu den chemischen Eigenschaften der GBs werden zusammengefasst. Diese sind komplexe Nanoobjekte, sodass es unwahrscheinlich erscheinen könnte, dass zwei experimentell produzierte GBs von mehreren Mikrometern Länge vollständig in all ihren atomaren Details rekonstruiert werden könnten. Dennoch können bestimmte verallgemeinerte Aussagen formuliert werden, die für Experimentalisten bei der Auswertung der Ergebnisse und bei der Planung neuer Experimente hilfreich sein könnten, und die zu einem besseren Bild der GBs im CVD-Graphen führen.