用于透明导电电极的石墨烯薄膜厚度均匀性与晶粒尺寸的调控

通过化学气相沉积（CVD）在金属基底上生长的大面积且可转移的石墨烯薄膜，在未来的纳米技术中仍展现出巨大的应用前景。为了实现这一前景，关键问题之一是进一步提高石墨烯的质量，例如均匀的厚度、大晶粒尺寸和低缺陷。在此，我们在常压下通过 CVD 在 Cu 箔上生长石墨烯薄膜，并研究了不同碳前驱体浓度下的石墨烯成核和生长过程。基于这些结果，我们开发了一种两步常压 CVD 工艺，合成了具有大晶粒尺寸（可达数百平方微米）的连续单层石墨烯薄膜。扫描电子显微镜和拉曼光谱表征证实了薄膜的厚度和均匀性。转移到盖玻片上的石墨烯薄膜表现出高电导率和高透光率，使其非常适合用作透明导电电极。我们还讨论了 CVD 石墨烯在 Cu 上的生长机制，并提出了一种生长模型。我们的研究结果为高品质均匀石墨烯薄膜的合成提供了重要指导，并可为基于石墨烯的应用提供巨大的推动力。