Sciencemag.cz
Doporučujeme
Zajímavá novinka týkající se grafenu popisuje dosud neznámý způsob jeho přípravy. Podle vědců z několika čínských institucí může depozice grafenu z par, ovšem ne na povrchu pevného substrátu, ale kapalné mědi, vést k rychlosti růstu jediného zárodku až rychlostí 79 mikrometrů za sekundu.
Kapalná měď má mít výborné katalytické schopnosti díky přítomnosti volných elektronů. Na hladkém povrchu kapalného kovu oproti pevnému substrátu je grafen při růstu také mnohem méně náchylný ke vzniku defektů. Atomy uhlíku se mohou na povrchu kapaliny rychle pohybovat a 2D vrtsva grafenu se pak vytvoří v řádu sekund. Na pevném substrátu z mědi funguje srovnatelný proces zhruba o dva řády pomaleji.
Vědci současně zkoumali, co se stane, pokud pro takovou výrobu grafenu použijí vedle sebe izotopy 12C a 13C. Mají se chovat identicky, data získaná Ramanovou spektroskopií neukazují na žádnou separaci. Analýza také ukazuje, že menší část atomů uhlíku při procesu pronikne do roztavené mědi – k obdobnému procesu na pevné mědi přirozeně prakticky nedochází. Podle všeho se páry uhlíku usazují na povrchu, poté pronikají dovnitř kapaliny a odtud se zase vracejí k povrchu, kde se spojují do 2D vrstvy; kupodivu se tímto vícekrokovým procesem vznik grafenu nezpomaluje, ale naopak zefektivňuje.
Autoři výzkumu uvádějí, že metoda by mohla být mnohem obecnější, využitelná pro přípravu i dalších 2D materiálů. V roli mědi může být i jiný roztavený kov.
Shuting Zheng et al, Insight into the rapid growth of graphene single crystals on liquid metal via chemical vapor deposition, Science China Materials (2019). DOI: 10.1007/s40843-019-9406-7
Zdroj: Science China Press
