石墨烯納米帶的制備

天元航材化工原料廠家的小編今天給大家介紹下關于石墨烯納米帶的制備的相關介紹，我們是一家生產(chǎn)銷售六方氮化硼，白石墨等氮化硼化工原料的廠家，已有50年的生產(chǎn)工藝經(jīng)驗，石墨烯納米帶是什么？石墨烯納米帶如何制備的?一起來看看吧！

近年來，納米結(jié)構(gòu)的石墨烯由于其電子特性的可調(diào)性及其在納米電子學和自旋電子學等許多領域的潛在應用而得到了廣泛的研究,此外一般而言,石墨烯納米結(jié)構(gòu)是在超高真空中合成的，當從這種惰性環(huán)境中移除時，它們有限的穩(wěn)定性可能會影響它們的適用性。
石墨烯納米帶（GNR）是準一維石墨烯納米結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出準金屬或半導體特性。該屬性取決于GNR的手性，包括寬度、晶格取向和邊緣結(jié)構(gòu)。GNR根據(jù)邊緣結(jié)構(gòu)不同可分為“之字形”（ZZ）和“扶手椅”（AC）。GNR具有高遷移率和載流能力，并且由于量子限制和邊緣效應能夠打開帶隙。這使得GNR成為納米級mosFET、自旋電子器件和片上互連的有希望的候選者。
一些研究表明，當石墨烯和H-BN通過范德華堆積和平面共價鍵合形成異質(zhì)結(jié)時，它們的化學/機械穩(wěn)定性可以表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，并且可能出現(xiàn)不同于單獨的石墨烯或H-Bn的新的電學性質(zhì)。
迄今為止，人們對石墨烯的制備方法進行了各種研究，并取得了很大進展。其基本思路可分為兩種：一種是以天然石墨為原料，從大到小剝離，得到單層石墨烯材料；另一種是從小碳原子到大碳原子合成GNR。然而，如何大批量制備高質(zhì)量的石墨烯仍是學術界亟待解決的問題。
自上而下法是目前較為成熟的方法之一，即通過一系列方法將大的GNR、石墨烯晶體、碳納米管等轉(zhuǎn)化為所需尺寸的納米帶。這種方法不能提供均勻的超窄帶寬度和原子精確邊緣，但相比制備方法可以大規(guī)模合成GNRs，從下到上，從上到下制備石墨烯納米帶，主要是通過轉(zhuǎn)移機械剝離單層石墨烯薄膜到h-BN表面，然后通過氫等離子體各向異性刻蝕得到不同寬度的石墨烯納米帶。
從h-BN表面自下而上制備石墨烯納米帶可分為階梯外延生長法和模板法兩種方法。首先，對機械剝離的H-Bn樣品表面進行高溫退火處理，以獲得干凈平整的H-BN表面。然后，在還原氣氛中，使用金屬納米顆粒在H-BN表面蝕刻出具有直邊且方向和寬度可控的單原子層。然后，通過CVD方法在凹槽中外延生長石墨烯。在石墨烯納米帶的生長過程中，納米帶兩側(cè)臺階處的成核勢壘小于表面。因此，通過控制生長溫度、壓力和生長氣體流量比，可以僅在h-BN納米帶中生長石墨烯納米帶。
從h-BN表面自下而上制備石墨烯納米帶可分為階梯外延生長法和模板法兩種方法。首先，對機械剝離的H-Bn樣品表面進行高溫退火處理，以獲得干凈平整的H-BN表面。然后，在還原氣氛中，使用金屬納米顆粒在H-BN表面蝕刻出具有直邊且方向和寬度可控的單原子層。然后，通過CVD方法在凹槽中外延生長石墨烯。在石墨烯納米帶的生長過程中，納米帶兩側(cè)臺階處的成核勢壘小于表面。因此，通過控制生長溫度、壓力和生長氣體流量比，可以僅在h-BN納米帶中生長石墨烯納米帶。
GNRs的制備方法可歸納如下：
(a)物理化學方法：將碳納米管嵌入聚合物基質(zhì)中，然后進行氬等離子體處理，形成未折疊的碳納米管結(jié)構(gòu)，進一步得到GNR。
(b)涉及可能破壞碳-碳鍵的酸反應的化學途徑方法，例如作為氧化劑的硫酸(H2SO4)和高錳酸鉀(KMnO4)；
(c)多壁碳納米管(MWCNT)的嵌入剝離方法，包括在液態(tài)NH3和Li中處理，然后使用HCl和熱處理進行剝離；
(d)催化方法，其中金屬納米顆粒像剪刀一樣縱向“切割”碳納米管；
(e)電流通過CNT的電學方法；
天元航材化工原料廠家的小編就給你介紹到這里了，有疑問的可以電話咨詢小編我！
參考資料：https://max.book118.com/html/2018/1221/8114060100001140.shtm