石墨烯的控制生长及其导电薄膜器件

We will establish controlled growth of large area, high quality graphene using a chemical vapor deposition (CVD) technique. Massive production of graphene with high quality and uniform thickness will be achieved. In addition, we will develop a facile method for the chemically modification and controllable tailoring of graphene, which can realize the tuning of properties of graphene. Finally, we wish to explore the applications of graphene in informatics and optoelectronic devices such as high-performance conductive thin films.

本项目以新型二维纳米材料-石墨烯功能材料体系为研究对象，拟建立高质量大面积石墨烯的控制生长技术，重点发展石墨烯的化学气相沉积生长技术，实现高质量层数均一的石墨烯的大面积廉价制备，并发展石墨烯的化学修饰和可控剪裁的有效方法，实现石墨烯的性能调控，并开展石墨烯在高性能导电薄膜等信息功能材料器件和光电器件的应用探索。

本项目研究的重点是金属基底上石墨烯催化生长中的偏析现象，发展了通过调控偏析过程来实现石墨烯控制生长的基本方法，这些方法包括：偏析生长法、共偏析法、Cu-Ni合金偏析法、互补性二元合金催化法等，开展了石墨烯能带工程的理论和实验研究，利用控制生长、掺杂、共价修饰石墨烯的掺杂生长、面内杂化异质结构生长、光化学共价修饰、单/双面反应等化学手段发展对石墨烯材料进行能带工程的方法，建立了多种有效使用的电子态调控方法；实现了绝对单层石墨烯、化学掺杂石墨烯及周期性褶皱石墨烯的可控生长；发展了石墨烯可控转移技术及柔性薄膜器件的加工组装技术, 为后续构建大面积、高性能、柔性薄膜电子器件提供材料与技术基础。本项目共发表学术论文10篇，其中影响影子大于7.0的论文9篇，占论文总数的90%，包括Adv. Mater. 2篇、Nano Today 1篇、ACS Nano 2篇、Nano Lett. 2篇、Nature Communications 1篇、 Nano Research1篇。项目承担人员参加国内学术会议1次。