石墨烯在液態銅（Cu）上動態生長過程的原位研究和新的組裝現象，對于深入了解石墨烯的特殊行為和自組裝機理具有重要意義。本文報道了通過原位成像直接觀察石墨烯在液態銅上的生長和運動行為。給出了石墨烯在液態銅上運動的證據，證明了石墨烯的平移和旋轉行為受液態銅表面條件的影響。通過實時捕捉石墨烯的動態變化，揭示了石墨烯陣列的自組裝過程。進一步的分析強調了液態銅表面能的重要性以及自組裝過程中石墨烯構建塊之間的相互作用。為了靈活控制石墨烯陣列的組裝結構，還研究了生長參數。這項工作提供了對石墨烯運動和組裝行為機制的深入了解，可用于指導2D材料的可控操作并且可按需制造具有所需性能的組裝結構。
圖1. 石墨烯在液態銅上的原位生長。a)成像石墨烯生長行為的原位研究系統示意圖；b)在CVD反應器中石墨烯單晶生長示意圖；c) 1100°c時獲得的石墨烯在液態Cu上生長的Rad-OM圖像
圖2. 實時觀察石墨烯薄片在液態Cu表面的運動行為。a)石墨烯薄片在液態cu上的平移運動示意圖；b-d) 石墨烯平移運動時的原位Rad-OM圖像。；e)石墨烯改變運動方向示意圖；f-h)旋轉運動過程中石墨烯的原位Rad-OM圖像
圖3. 實時觀察石墨烯在液態銅上的自組裝。a-f)生長和自組裝過程的原位Rad-OM圖像；g)石墨烯尺寸與生長時間的關系圖。分析區域為(a)中標記的區域。誤差棒代表25石墨烯測量的標準誤差；h)石墨烯密度與生長時間的關系圖。分析區域為(a)中標記的區域；i)相鄰石墨烯之間的距離隨生長時間的關系圖。分析區域為(a)中標記的區域。誤差棒代表45石墨烯測量的標準誤差
圖4. 排列石墨烯陣列的自組裝機制。a)石墨烯在液態Cu上生長和自組裝過程示意圖；b-e) 分別在24、52、141、181 s時石墨烯陣列演化的Rad-OM圖像
相關研究成果由武漢大學化學與分子科學學院的Lu yang Wang等人于2021年發表在Advanced Science (https://doi.org/10.1002/advs.202100334)上。原文：In Situ Investigation of the Motion Behavior of Graphene on Liquid Copper。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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