層狀二維材料的化學氣相生長及應用.pdf

1、由于在電學、光學、機械以及催化方面具有優(yōu)異的性能，二維材料近年來受到了廣泛的關注，其中高質量二維材料的可控生長是實現(xiàn)其眾多潛在應用的基礎?；瘜W氣法是當前國際上普遍使用的快速低成本的納米材料合成方法。本論文選取化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)和化學氣相輸運(Chemical Vapor Transport，CVT)為合成手段，初步探索了以石墨烯和三元FePS3為代表的層狀二維材料的化學氣相可控合成

2、、性能表征及其催化應用研究，主要內容包括以下兩個方面:
　　1.高質量石墨烯的CVD生長及其電輸運性能的研究:對比傳統(tǒng)的銅和銅鎳基底，我們設計了一種新型的三元Cu2NiZn合金基底，通過低壓CVD手段，利用液態(tài)環(huán)己烷(C6H6)在合金基底上成功地生長出具有優(yōu)異電學性能的大面積單層石墨烯，并結合密度泛函理論計算解釋了合金生長機制;選取甲烷(CH4)為氣態(tài)碳源，我們通過常壓CVD手段，在傳統(tǒng)的銅基底上可控地生長出不同尺寸的石墨烯，并利

3、用掃描隧道顯微鏡研究了晶界對其電學性能的影響，初步建立了電學性能和石墨烯尺寸之間的聯(lián)系。
　　2.高質量三元FePS3單晶的CVT生長及其OER性能的研究:利用CVT方法，通過調控Fe、P、S的單質的化學計量比以及生長溫差、時間，我們成功地獲得了具有高度結晶性的FePS3單晶，并利用后續(xù)球磨工藝將其剝離成具有優(yōu)異電催化產氧性能(OER)的寡層FePS3納米片。結合第一性原理計算，我們發(fā)現(xiàn)球磨前后FePS3的費米面附近的態(tài)密度發(fā)生了