這里描述了一種實(shí)驗(yàn)方法：將有序的3D石墨烯片陣列原位保形生長(zhǎng)在納米線（NW）基底上。該過程采用的是鎳催化劑自犧牲的CVD工藝，這可以使得石墨烯生長(zhǎng)在絕緣的SiO2襯底上。此納米壓印硅NW既充當(dāng)了催化劑的支架，又作為最終的底物。該方法獲得的石墨烯是多晶且多層的。該工作提出了一種新穎且快速的方法，可用于生產(chǎn)導(dǎo)電的石墨烯片，且形貌及組織精確可控。該納米結(jié)構(gòu)襯底本身的幾何形狀有助于實(shí)現(xiàn)石墨烯的原位生長(zhǎng)，因?yàn)樵跐穹ㄎg刻過程中產(chǎn)物難以洗去。其中Si NW的使用增加了表面積和光捕獲效果，再結(jié)合石墨烯的特性，有望用于未來傳感器和光伏設(shè)備之中。
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Figure 1.（a）生長(zhǎng)石墨烯片的大致工藝流程，其中金屬Ni是利用腐蝕試劑將其刻蝕，使得石墨烯直接在NWs上，（b）該示意圖描述了石墨烯在NWs基底上生長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)
Figure 2.（a）Si NWs的SEM圖，（b）Ni沉積后樣品的SEM圖，（c）在CH4氛圍中加熱1.5 min后樣品的SEM圖，（d-e）刻蝕金屬Ni后樣品的SEM圖，（f）Ni刻蝕前后的Raman光譜，（g）隨機(jī)不同位置處的Raman光譜。
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Figure 3.（a）單個(gè)納米線被多層石墨烯片覆蓋的TEM圖，（b）TEM圖顯示了多層石墨烯的存在，且間距為0.34 nm，（c）金屬Ni刻蝕后多個(gè)納米線的SEM-EDS譜。
Figure 4.（a-c）不同樣品的Raman光譜，（d-f）平均碳D:G 強(qiáng)度比例呈現(xiàn)了相應(yīng)的變量效應(yīng)，（g-i）不同條件下獲得樣品時(shí)的SEM圖，（j）大的NWs顯示了石墨烯片成六邊形形狀。
該研究工作由日本國立材料科學(xué)研究所的Steaphan Mark Wallace課題組于2020年發(fā)表在Nanoscale Advances期刊上。原文：On-site Growth Method of 3D Structured Multi-layered Graphene on Silicon Nanowires。
