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学科主题物理化学
石墨烯在金属表面上的可控生长及表面化学研究
崔义
2011-04-19
导师包信和傅强
专业物理化学
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要论文系统的研究了石墨烯在Ru(0001)和Pt(111)表面上的外延生长及其生长机理,继而在石墨烯/Ru(0001)体系上开展了相关的表面化学研究。主要结果如下:⑴ 在Ru(0001)表面上,利用STM 和PEEM/LEEM 研究了石墨烯的生长机理,实现了石墨烯的可控生长,包括横向尺寸可以控制在从纳米到厘米,纵向尺寸从单层,双层乃至三层;在研究石墨烯的初始成核过程中,发现了一种全同的的石墨烯纳米粒子,其具有3C6 的穹顶状结构;利用PEEM原位研究了石墨烯在不同温度下氧化刻蚀反应的动态过程,动力学分析表明石墨烯在Ru(0001)表面上氧化刻蚀反应的活化能为27.2 kJ/mol。⑵ 表层石墨烯和近表层碳的存在可以通过在不同温度退火实现调变,近表层碳的存在可以弱化Ru(0001)表面上吸附的CO 分子中的C-O 键,而表层石墨烯的存在则阻止了CO 在表面的吸附。以石墨烯/Ru(0001)为模板,在其表面上分别沉积蔻分子,硅和金,我们发现蔻分子不易在石墨烯表面吸附,硅在表面上以三维纳米粒的模式生长并且选择性地吸附在石墨烯莫尔条纹的fcc 位置,而金则在石墨烯表面成二维薄膜生长。硅在高温条件下还会从石墨烯莫尔条纹的较低区域插层到石墨烯与Ru(0001)的界面处。⑶ 通过对比研究石墨烯在Pt(111)和Ru(0001)表面上的生长,发现由于石墨烯与Pt(111)的弱相互作用导致了如下不同特点:在石墨烯的初始成核过程并未出现全同的石墨烯纳米粒子,而是不同大小的石墨烯片;在Pt(111)表面上石墨烯有多种超结构出现;在高温生长条件下,穹顶状石墨烯和管状石墨烯在Pt(111)表面上易于生成。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116495
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
崔义. 石墨烯在金属表面上的可控生长及表面化学研究[D]. 中国科学院研究生院,2011.
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