這里，通過(guò)倒浮法（IFM）和真空下熱處理兩個(gè)步驟，制備得超潔凈單層和雙層化學(xué)氣相沉積（CVD）石墨烯膜，其直徑分別高達(dá)500 µm和750 µm。產(chǎn)量隨著尺寸的增加而降低，該研究表明了選擇優(yōu)質(zhì)石墨烯原料的重要性。所獲得的不同直徑的膜材料在熱處理前后的動(dòng)力學(xué)機(jī)械性能也被研究討論。其質(zhì)量因子范圍從200到2000，且與尺寸沒(méi)有明顯的相關(guān)性。測(cè)試結(jié)果表明，共振頻率與膜的直徑成反比。 該工作還發(fā)現(xiàn)石墨烯中的有效固有應(yīng)力減少，以及在測(cè)定中退火后應(yīng)力的相對(duì)誤差。這些測(cè)量表明生產(chǎn)可再生和優(yōu)良機(jī)械性能的石墨烯膜是可能的。
Figure 1. CVD石墨烯轉(zhuǎn)移過(guò)程。通過(guò)傳統(tǒng)步驟制備懸浮CVD石墨烯，包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）旋涂，背面石墨烯蝕刻，銅箔蝕刻，沖洗，然后濕轉(zhuǎn)移到多孔SiO2/Si基材上。
Figure 2. 用IFM除去PMMA后的膜。（a）不同直徑的雙層石墨烯膜的SEM圖，（b）直徑為750μm的雙層石墨烯膜光學(xué)圖，（c）小晶粒尺寸（<20μm）的單層石墨烯膜的產(chǎn)量。
.png)
Figure 3.熱處理前后對(duì)材料結(jié)構(gòu)的影響。
Figure 4. 石墨烯膜的熱機(jī)械噪聲測(cè)量。通過(guò)執(zhí)行非線性擬合具有背景的洛倫茲方程，獲取了共振頻率和質(zhì)量因子。
Figure 5. 測(cè)量的共振頻率。（a）單層石墨烯膜，插圖為熱處理前后的對(duì)比圖，（b）雙層石墨烯，紫色代表熱處理前，橙色代表熱處理后，共振頻率與直徑顯示出很好的線性關(guān)系。
該研究工作由伊朗伊斯法罕理工大學(xué)Shirin Afyouni Akbari課題組于2020年發(fā)表在Scientific Reports期刊上。原文：Large Suspended Monolayer and Bilayer Graphene Membranes with Diameter up to 750 µm。
摘自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
