全部新闻 公司新闻 产品新闻 资料下载 行业新闻
北京大学刘忠范教授联合韩国蔚山国立科学技术研究所--蓝宝石上直接生长纳米级图案化石墨烯用于发光二极管
       通过避免转移引起的问题,在功能基底上直接生长石墨烯薄膜对其大规模应用非常有益。值得注意的是,选择性生长图案化石墨烯将进一步推动石墨烯基器件的发展。在这里,实现了在纳米图案化蓝宝石基底(NPSS)的c-面上直接生长图案化石墨烯,它在紫外发光二极管(UV-LED)应用中显示出优越的性能。利用密度泛函理论(DFT)计算发现,与r-面相比,蓝宝石c-面上的甲烷裂解和活性碳物质扩散的能垒相对较低,且提供了充足的碳前驱体用于石墨烯生长。此外,还证实了在NPSS的c面上合成的图案化石墨烯是单层且高质量的。图案化的石墨烯可以实现氮化铝(AlN)的选择性成核,从而保障了成核取向的一致性,并促进AlN的快速横向外延生长,从而得到低位错密度的单晶AlN薄膜。该工作所构建的UV-LED显示出高的发光强度和稳定性。该方法适用于获得各种图案化石墨烯,这在石墨烯前​​沿应用中取得很大进步。
 
Figure 1. NPSS 的c面上选择性生长石墨烯。 a)选择性生长的示意图。 b)具有凹三角锥的NPSS表面的原子力显微镜高度图。 c)SEM图。 d)典型拉曼光谱。
 

Figure 2. 在NPSS 的c面上生长的图案化石墨烯的表征。 a)全范围XPS光谱。 b)C 1s XPS光谱。 c)图案化石墨烯边缘的代表性TEM图显示其单层结构。 d)图案化石墨烯的原子分辨图,显示出高的结晶度。
 
 
Figure 3. 通过调节碳前驱物和系统压力,在NPSS上可控生长石墨烯。a-b)常压、低压体系下NPSS表面气体流速的二维模拟分布。c)满层石墨烯的SEM图。d)满层石墨烯覆盖的NPSS的典型拉曼光谱。
 

Figure 4. 图案化石墨烯促使高质量的AlN膜快速生长,及其在高性能LED中的应用。 a-b)图案化石墨烯/NPSS上AlN成核阶段以及生长的AlN薄膜SEM图。c)所生长的AlN薄膜的TEM暗场像。d)不同条件下生长的AlN薄膜的FWHM直方图。e)有无图案化石墨烯的NPSS上的UV-LED电致发光光谱比较。f)图案化石墨烯/NPSS上制备的UV-LED的归一化电致发光光谱。
 
      该研究工作由北京大学刘忠范教授联合韩国蔚山国立科学技术研究所Feng Ding(通讯作者)等人于2020年发表在Adv. Funct. Mater.期刊上。原文:Direct Growth of Nanopatterned Graphene on Sapphire and Its Application in Light Emitting Diodes。

摘自《石墨烯杂志》公众号:

您的称呼 :
联系电话 :
您的邮箱 :
咨询内容 :
 
石墨烯系列产品 石墨烯薄膜 石墨类产品 分子筛类产品 碳纳米管和其他纳米管系列 活性炭及介孔碳系列产品 吉仓代理进口产品/国产产品 包装盒类 改性高分子类及其导电添加剂 纳米颗粒/微米颗粒 富勒烯类产品 化学试剂及生物试剂类 MXenes材料 量子点 纳米化合物及稀土氧化物 石墨烯设备及其材料 锂电池导电剂类 外接修饰分子偶联服务 委托开发服务 微电子产品 石墨烯及纳米材料检测业务 石墨烯检测设备 纳米线类/纳米棒类 实验室耗材类 钙钛矿材料(OLED) 导热硅胶片
公司新闻 产品新闻 行业新闻 资料下载