研究目的
研究石墨烯作为生长基底在化学气相沉积法中合成均匀二硫化铼薄膜及形成石墨烯/二硫化铼垂直异质结构的作用。
研究成果
研究表明，具有化学惰性和原子级光滑表面的石墨烯是ReS2面内生长的有效衬底，能够实现均匀ReS2单层的合成。硫原子与石墨烯之间的强结合能促进了石墨烯/ReS2异质结构的选择性生长与图案化。这些发现有助于理解范德华异质结构的生长机制，并对基于二维材料的应用具有重要意义。
研究不足
该研究强调，要实现均匀的ReS2生长，需要无聚合物残留的清洁石墨烯表面。石墨烯中的缺陷或褶皱可能导致ReS2出现结构缺陷。研究还指出，控制石墨烯上ReS2畴取向存在挑战。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用化学气相沉积法（CVD）合成石墨烯/ReS?垂直异质结构，以ReO?和硫粉作为前驱体在石墨烯基底上生长ReS?。
2：样本选择与数据来源：
石墨烯通过CVD在铜箔上生长后转移至SiO?/Si基底，ReS?分别在石墨烯、SiO?/Si及蓝宝石基底上合成以对比生长行为。
3：实验设备与材料清单：
设备包括双温区CVD炉、扫描电镜（S-4800，日立）、原子力显微镜（DI-3100，Veeco）、拉曼光谱仪（Alpha300R，WITec）、X射线光电子能谱仪（ESCALAB 250XI，赛默飞世尔科技）及透射电镜（JEM-2100F，日本电子）。材料包含ReO?、硫粉、铜箔及用于石墨烯转移的PMMA。
4：实验流程与操作步骤：
包含石墨烯合成与转移、CVD法制备ReS?，以及通过光学显微镜、SEM、AFM、拉曼光谱、XPS和TEM对异质结构进行表征。
5：数据分析方法：
通过拉曼与光致发光光谱分析材料特性及异质结构均匀性，XPS与能谱仪（EDX）用于元素组成分析，透射电镜及选区电子衍射（SAED）提供晶体结构信息。
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SEM
S-4800
Hitachi
Surface morphology analysis of graphene, ReS2, and the heterostructure.
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AFM
DI-3100
Veeco
Surface morphology analysis of graphene and the graphene/ReS2 heterostructure.
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Raman spectrometer
Alpha300R
WITec
Raman and PL spectra analysis to identify material properties and heterostructure uniformity.
-
XPS
ESCALAB 250XI
Thermo Fisher Scientific
Elemental composition and bond type analysis of the heterostructure.
-
TEM
JEM-2100F
JEOL
Crystal structure analysis of graphene and ReS2 on graphene.
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