High Strength Metallurgical Graphene – Mechanisms of Growth and Properties

• Autorzy: Kula P. , Szymański W. , Kołodziejczyk Ł. , Atraszkiewicz R. , Dybowski K. , Grabarczyk J. , Pietrasik R. , Niedzielski P. , Kaczmarek Ł. , Cłapa M.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0273

Warianty tytułu

PL

Grafen metalurgiczny o wysokiej wytrzymałości – mechanizmy wzrostu i właściwości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, the growth mechanisms of chemical vapor deposited and metallurgical graphene and their selected mechanical and electrical properties were investigated. The study revealed the influence of the growth mechanisms on monoand poly-crystalline nanostructures of synthesized graphene monolayers. The structure of flake boundaries greatly affects both the mechanical and electrical properties. The key factors are overlapping of the graphene flakes, their degree of mismatch and the presence of π type bonds. All of these issues should be taken into account when developing industrially scaled technologies for graphene manufacturing.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mechanizmów wzrostu oraz wybranych właściwości mechanicznych i elektrycznych grafenu chemicznie osadzanego z fazy gazowej oraz grafenu metalurgicznego. Badania wykazały wpływ mechanizmów wzrostu na mono- i polikrystaliczne nanostruktury syntetyzowanych monowarstw grafenu. Struktura granic płatków grafenu znacząco wpływa zarówno na właściwości mechaniczne jak i elektryczne. Kluczowymi czynnikami są: nakładanie się płatków grafenu, stopień ich niedopasowania oraz obecność wiązań typu π. Wszystkie te aspekty powinny być brane pod uwagę przy opracowywaniu technologii produkcji grafenu na skalę przemysłową.

Słowa kluczowe

EN

graphene; growth mechanism; electrical properties

PL

grafen; mechanizm wzrostu; właściwości elektryczne

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2535--2542
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys. tab.

Twórcy

autor

Kula P.

• Lodz University of Technology, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego Str., 90-924 Lodz, Poland

autor

Szymański W.

• Lodz University of Technology, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego Str., 90-924 Lodz, Poland

autor

Kołodziejczyk Ł.

• Lodz University of Technology, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego Str., 90-924 Lodz, Poland

autor

Atraszkiewicz R.

• Lodz University of Technology, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego Str., 90-924 Lodz, Poland

autor

Dybowski K.

• Lodz University of Technology, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego Str., 90-924 Lodz, Poland

autor

Grabarczyk J.

• Lodz University of Technology, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego Str., 90-924 Lodz, Poland

autor

Pietrasik R.

• Lodz University of Technology, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego Str., 90-924 Lodz, Poland

autor

Niedzielski P.

• Lodz University of Technology, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego Str., 90-924 Lodz, Poland

autor

Kaczmarek Ł.

• Lodz University of Technology, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego Str., 90-924 Lodz, Poland

autor

Cłapa M.

• Lodz University of Technology, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego Str., 90-924 Lodz, Poland

Bibliografia

• [1] L. Gong, R. J. Young, I. A. Kinloch, I. Riaz, R. Jalil, K. S. Novoselov, ACS Nano 6, 2086 (2012).
• [2] I. A. Ovid’ko, Rev. Adv. Mater. Sci. 34, 19 (2013).
• [3] M. A. Bissett, M. Tsuji, H. Ago, Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 11124 (2014).
• [4] X. Li, R. Zhang, W. Yu, K. Wang, J. Wei, D. Wu, A. Cao, Z. Li, Y. Cheng, Q. Zheng, R.S. Ruoff, H. Zhu, Sci. Rep. 2, 870 (2012).
• [5] S.-M. Choi, S.-H. Jhi, Y.-W. Son, Nano Lett. 10, 3486 (2010).
• [6] K. I. Tserpes, Acta Mech. 223, 669 (2011).
• [7] A. Hadizadeh Kheirkhah, E. Saeivar Iranizad, M. Raeisi, A. Rajabpour, Solid State Commun. 177, 98 (2014).
• [8] Y.-C. Lin, C.-C. Lu, C.-H. Yeh, C. Jin, K. Suenaga, P.-W. Chiu, Nano Lett. 12, 414 (2012).
• [9] H. Park, P. R. Brown, V. Bulović, J. Kong, Nano Lett. 12, 133 (2012).
• [10] A. Pirkle, J. Chan, A. Venugopal, D. Hinojos, C.W. Magnuson, S. McDonnell, L. Colombo, E.M. Vogel, R.S. Ruoff, R.M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 99, 122108 (2011).
• [11] H. Shioya, M.F. Craciun, S. Russo, M. Yamamoto, S. Tarucha, Nano Lett. 14, 1158 (2014).
• [12] S.-K. Lee, B. J. Kim, H. Jang, S. C. Yoon, C. Lee, B. H. Hong, J. A. Rogers, J. H. Cho, J.-H. Ahn, Nano Lett. 11, 4642 (2011).
• [13] D. Geng, B. Wu, Y. Guo, L. Huang, Y. Xue, J. Chen, G. Yu, L. Jiang, W. Hu, Y. Liu, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 109, 7992 (2012).
• [14] L.P. Biró, P. Lambin, New J. Phys. 15, 035024 (2013).
• [15] Q. Shao, G. Liu, D. Teweldebrhan, A.A. Balandin, Appl. Phys. Lett. 92, 202108 (2008).
• [16] L. Kolodziejczyk, P. Kula, W. Szymanski, R. Atraszkiewicz, K. Dybowski, R. Pietrasik, Tribol. Int. (2014), DOI: 10.1016/j. triboint.2014.12.003 (in press).
• [17] P. Kula, R. Pietrasik, K. Dybowski, R. Atraszkiewicz, W. Szymanski, L. Kolodziejczyk, P. Niedzielski, D. Nowak, Appl. Mech. Mater. 510, 8 (2014).
• [18] K. S. Vasu, B. Chakraborty, S. Sampath, A.K. Sood, Solid State Commun. 150, 1295 (2010).
• [19] A. Das, B. Chakraborty, A.K. Sood, Bull. Mater. Sci. 31, 579 (2007).
• [20] A. C. Ferrari, J. C. Meyer, V. Scardaci, C. Casiraghi, M. Lazzeri, F. Mauri, S. Piscanec, D. Jiang, K.S. Novoselov, S. Roth, A.K. Geim, Phys. Rev. Lett. 97, 187401 (2006).
• [21] P. Kula, Ł. Kaczmarek, P. Zawadzki, Ł. Kołodziejczyk, W. Szymański, P. Niedzielski, R. Pietrasik, K. Dybowski, D. Kazimierski, D. Nowak, Int. J. Hydrogen Energy 39, 19662 (2014).
• [22] A. Bhattacharyya, S. Chen, M. Zhu, Express Polym. Lett. 8, 74 (2014).
• [23] Y. Han, Z. Xu, C. Gao, Adv. Funct. Mater. 23, 3693 (2013).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.