Density functional theory and molecular dynamics study on the growth of graphene by chemical vapor deposition on copper substrate

石墨烯 化学气相沉积 密度泛函理论 基质(水族馆) 分子动力学 材料科学 化学物理 沉积(地质) 纳米技术 动力学(音乐) 化学工程 化学 计算化学 物理 冶金 生物 生态学 古生物学 沉积物 声学 工程类
作者
Qihang Li,Jinping Luo,Zaoyang Li,Mark H. Rümmeli,Lijun Liu
出处
期刊:Journal of vacuum science & technology [American Institute of Physics]
卷期号:42 (4) 被引量:1
标识
DOI:10.1116/6.0003667
摘要

Chemical vapor deposition is an affordable method for producing high-quality graphene. Microscopic defects in graphene grown on copper substrates, such as five- and seven-membered rings, degrade the quality of graphene. Therefore, it is essential to study the growth process and factors affecting the quality of graphene on copper surfaces. In this study, first-principles calculations based on density functional theory show that the four-step dehydrogenation reaction of methane is endothermic, with the energy barrier for the last dehydrogenation step being relatively high. Additionally, CH forms dimers on the copper surface with a lower energy barrier and trimers with a higher energy barrier, indicating that carbon dimers are the primary precursor species for graphene growth in the early stages. Subsequently, in molecular dynamics simulations, the analytical bond-order potential based on quantum mechanics is employed. The results reveal that the growth of graphene on the copper surface involves the diffusion and gradual nucleation of carbon dimers in the early stages, the gradual enlargement of graphene domains in the intermediate stages, and the gradual merging of graphene domain boundaries in the later stages. Moreover, the growth of graphene on the copper substrate follows a self-limiting growth mode. Increasing the deposition interval of carbon atoms and reducing the carbon atom deposition velocity contribute to enhancing the quality of graphene grown on the copper substrate.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
微笑妖妖完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
谨慎初曼完成签到,获得积分10
1秒前
Emilia0707完成签到,获得积分10
1秒前
hh关闭了hh文献求助
1秒前
端庄的钢铁侠完成签到,获得积分20
2秒前
南歌子完成签到 ,获得积分10
2秒前
白踏歌发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
完美世界应助caicai采纳,获得10
3秒前
cry发布了新的文献求助10
3秒前
高有福发布了新的文献求助10
4秒前
哆啦A梦发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
碧蓝的垣完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
眼睛大的念桃完成签到,获得积分10
7秒前
小鲤鱼完成签到,获得积分10
7秒前
Lian完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
来个肉盒子完成签到 ,获得积分10
8秒前
11发布了新的文献求助20
8秒前
BOOOLUUU发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Devon完成签到,获得积分10
9秒前
sssss完成签到,获得积分10
9秒前
共享精神应助朴素的招牌采纳,获得10
9秒前
魔幻山蝶发布了新的文献求助10
9秒前
亐幵发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
盖了帽了完成签到,获得积分10
10秒前
dtt完成签到,获得积分10
11秒前
fqh完成签到,获得积分20
11秒前
Morssax完成签到,获得积分10
11秒前
逃跑计划发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
希望天下0贩的0应助恃6采纳,获得10
12秒前
酷酷的仇天完成签到,获得积分10
12秒前
zz发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
Interpolation and Regression Models for the Chemical Engineer: Solving Numerical Problems 400
The Neuroscience of Language 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7689319
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9251534
关于积分的说明 19971445
捐赠科研通 7262275
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3290310
关于科研通互助平台的介绍 2447078
邀请新用户注册赠送积分活动 2294978