English

Synthesis of Graphene Wafers: from Lab to Fab

• Bei Jiang ^1, ,
• Jingyu Sun ^{2, 3, ,} ,
• Zhongfan Liu ^{1, 2, ,}

• 1.

  Center for Nanochemistry, Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China

• 2.

  Beijing Graphene Institute (BGI), Beijing 100095, China

• 3.

  College of Energy, Soochow Institute for Energy and Materials InnovationS, SUDA-BGI Collaborative Innovation Center, Soochow University, Suzhou 215006, Jiangsu Province, China

Corresponding author: Email: sunjy86@suda.edu.cn (J.S.); Email: zfliu@pku.edu.cn (Z.L.)

• Received Date: 25 July 2020
  Accepted Date: 19 August 2020
  Revised Date: 18 August 2020
  Available Online: 15 February 2022
• Fund Project:

  the National Basic Research Program of China 

  the National Natural Science Foundation of China 

  the National Natural Science Foundation of China 

  the Beijing National Laboratory for Molecular Sciences 

  the Beijing Municipal Science and Technology Planning Project 

Abstract: Graphene wafers have emerged in response to the increasing demand of wafer-scale two-dimensional materials and high-performance on-chip devices in the field of integrated circuits, microelectromechanical systems, and sensors. Wafer-scale graphene films display great application potential, owing to their atomic layer thickness, excellent thermal and electrical conductivity, and compatibility with wafer-processing technology. Therefore, batch production of graphene wafers is exceedingly crucial. The chemical vapor deposition (CVD) method has attracted attention for the production of high-quality graphene wafers with high controllability, high compatibility, and low cost. Mature CVD manufacturing has been widely employed in the semiconductor industry to date, aiding in the industrialization of CVD graphene wafers and creating opportunities for graphene to enter the new era of nanoelectronics. The quality of graphene wafers has a significant impact on the subsequent device fabrication; hence, considerable efforts have been made to date to realize precise control over domain size, structural defects, and layer thickness during synthesis. In this study, we summarize the recent progress made in wafer-scale CVD graphene synthesis. Initially, we introduce the quality requirements of graphene wafers targeting various application scenarios, and propose the classification of graphene wafers. Single crystallinity is considered to be a key requirement for the graphene used in high-performance electronics and optoelectronics. We then review the recent CVD-derived graphene wafers with regard to substrate types (metal/nonmetal), highlighting the constrictions in graphene quality and corresponding synthetic solutions. Batch synthesis of graphene wafers is further discussed. The significant role of flow dynamics in the up-scaling process is emphasized, followed by relevant experimental instances based on computational fluid dynamics simulations. Finally, strategies for obtaining graphene wafers are overviewed, with the proposal of future perspectives. This study focuses on three areas: (1) Application requirements for the quality of graphene wafers, including target substrate types and as-grown graphene features (chemical stability and electrical and thermal properties), (2) CVD strategies of graphene wafers: As for the growth scenarios on metal substrates, controllable preparation of bilayer/multilayer graphene and the elimination of structural defects remain challenging. With respect to the synthesis over nonmetal wafers, concrete examples highlighting the epitaxial growth on a crystalline substrate and tailorable growth on a surface-reconstructed substrate are summarized. (3) Batch synthesis of graphene wafers: CVD routes for scalable production are explored.

Key words:
• Graphene wafer
•  /  Chemical vapor deposition
•  /  High quality
•  /  Batch synthesis

• 1. [1]

     Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, C.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666. doi: 10.1126/science.1102896

  2. [2]

     Bonaccorso, F.; Sun, Z.; Hasan, T.; Ferrari, A. C. Nat. Photonics 2010, 4, 611. doi: 10.1038/nphoton.2010.186

  3. [3]

     Akinwande, D.; Huyghebaert, C.; Wang, C. H.; Serna, M. I.; Goossens, S.; Li, L. J.; Wong, H. P.; Koppens, F. H. L. Nature 2019, 573, 507. doi: 10.1038/s41586-019-1573-9

  4. [4]

     Chen, Z. L.; Liu, Z. Q.; Wei, T. B.; Yang, S.; Dou, Z.; Wang, Y.; Ci, H.; Chang, H.; Qi, Y.; Yan, J.; et al. Adv. Mater. 2019, 31, 1807345. doi: 10.1002/adma.201807345

  5. [5]

     Qi, Y.; Wang, Y. Y.; Pang, Z. Q.; Dou, Z. P.; Wei, T. B.; Gao, P.; Zhang, S. S.; Xu, X. Z.; Chang, Z. H.; Deng, B.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 11935. doi: 10.1021/jacs.8b03871

  6. [6]

     Chen, Z. L.; Zhang, X.; Dou, Z. P.; Wei, T. B.; Liu, Z. Q.; Qi, Y.; Ci, H. N.; Wang, Y. Y.; Li, Y.; Chang, H. L.; et al. Adv. Mater. 2018, 30, 1801608. doi: 10.1002/adma.201801608

  7. [7]

     陈召龙, 高鹏, 刘忠范. 物理化学学报, 2020, 36, 1907004. ] doi: 10.3866/PKU.WHXB201907004Chen, Z. L.; Gao, P.; Liu, Z. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2020, 36, 1907004. doi: 10.3866/PKU.WHXB201907004

  8. [8]

     Novoselov, K. S.; Fal'ko, V. I.; Colombo, L.; Gellert, P. R.; Schwab, M. G.; Kim, K. Nature 2012, 490, 192. doi: 10.1038/nature11458

  9. [9]

     Lin, L.; Deng, B.; Sun, J. Y.; Peng, H. L.; Liu, Z. F. Chem. Rev. 2018, 118, 9281. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00325

  10. [10]

      Zhang, Z. P.; Zhou, F.; Yang, P. F.; Jiang, B.; Hu, J. Y.; Gao, X.; Zhang, Y. F. Adv. Opt. Mater. 2020, 8, 2000166. doi: 10.1002/adom.202000166

  11. [11]

      Zhang, Y. B.; Tan, Y. W.; Stormer, H. L.; Kim, P. Nature 2005, 438, 201. doi: 10.1038/nature04235

  12. [12]

      Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Katsnelson, M. I.; Grigorieva, I. V.; Dubonos, S. V.; Firsov, A. A. Nature 2005, 438, 197. doi: 10.1038/nature04233

  13. [13]

      Rycerz, A.; Tworzydło, J.; Beenakker, C. W. J. Nat. Phys. 2007, 3, 172. doi: 10.1038/nphys547

  14. [14]

      Akinwande, D.; Petrone, N.; Hone, J. Nat. Commun. 2014, 5, 5678. doi: 10.1038/ncomms6678

  15. [15]

      Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699. doi: 10.1038/nnano.2012.193

  16. [16]

      Emtsev, K. V.; Bostwick, A.; Horn, K.; Jobst, J.; Kellogg, G. L.; Ley, L.; McChesney, J. L.; Ohta, T.; Reshanov, S. A.; Rohrl, J.; et al. Nat. Mater. 2009, 8, 203. doi: 10.1038/nmat2382

  17. [17]

      Juvaid, M. M.; Sarkar, S.; Gogoi, P. K.; Ghosh, S.; Annamalai, M.; Lin, Y. C.; Prakash, S.; Goswami, S.; Li, C.; Hooda, S.; et al. ACS Nano 2020, 14, 3290. doi: 10.1021/acsnano.9b08916

  18. [18]

      Berger, C.; Song, Z.; Li, X.; Wu, X.; Brown, N.; Naud, C.; Mayou, D.; Li, T.; Hass, J.; Marchenkov, A. N.; et al. Science 2006, 312, 1191. doi: 10.1126/science.1125925

  19. [19]

      Li, X.; Cai, W.; An, J.; Kim, S.; Nah, J.; Yang, D.; Piner, R.; Velamakanni, A.; Jung, I.; Tutuc, E.; et al. Science 2009, 324, 1312. doi: 10.1126/science.1171245

  20. [20]

      Reina, A.; Jia, X.; Ho, J.; Nezich, D.; Son, H.; Bulovic, V.; Dresselhaus, M. S.; Kong, J. Nano Lett. 2009, 9, 30. doi: 10.1021/nl801827v

  21. [21]

      Nguyen, V. L.; Lee, Y. H. Small 2015, 11, 3512. doi: 10.1002/smll.201500147

  22. [22]

      Lin, L.; Peng, H. L.; Liu, Z. F. Nat. Mater. 2019, 18, 520. doi: 10.1038/s41563-019-0341-4

  23. [23]

      Yan, K.; Fu, L.; Peng, H. L.; Liu, Z. F. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2263. doi: 10.1021/ar400057n

  24. [24]

      Muñoz, R.; Gómez-Aleixandre, C. Chem. Vap. Depos. 2013, 19, 297. doi: 10.1002/cvde.201300051

  25. [25]

      Li, X. S.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Adv. Mater. 2016, 28, 6247. doi: 10.1002/adma.201504760

  26. [26]

      Tetlow, H.; Posthuma de Boer, J.; Ford, I. J.; Vvedensky, D. D.; Coraux, J.; Kantorovich, L. Phys. Rep. 2014, 542, 195. doi: 10.1016/j.physrep.2014.03.003

  27. [27]

      Neumaier, D.; Pindl, S.; Lemme, M. C. Nat. Mater. 2019, 18, 520. doi: 10.1038/s41563-019-0341-4

  28. [28]

      Morozov, S. V.; Novoselov, K. S.; Katsnelson, M. I.; Schedin, F.; Ponomarenko, L. A.; Jiang, D.; Geim, A. K. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 016801. doi: 10.1103/PhysRevLett.97.016801

  29. [29]

      Guisinger, N. P.; Rutter, G. M.; Crain, J. N.; First, P. N.; Stroscio, J. A. Nano Lett. 2009, 9, 1462. doi: 10.1021/nl803331q

  30. [30]

      Hu, S.; Lozada-Hidalgo, M.; Wang, F. C.; Mishchenko, A.; Schedin, F.; Nair, R. R.; Hill, E. W.; Boukhvalov, D. W.; Katsnelson, M. I.; Dryfe, R. A.; et al. Nature 2014, 516, 227. doi: 10.1038/nature14015

  31. [31]

      Xia, F. N.; Wang, H.; Xiao, D.; Dubey, M.; Ramasubramaniam, A. Nat. Photonics 2014, 8, 899. doi: 10.1038/nphoton.2014.271

  32. [32]

      Nair, R. R.; Blake, P.; Grigorenko, A. N.; Novoselov, K. S.; Booth, T. J.; Stauber, T.; Peres, N. M. R.; Geim, A. K. Science 2008, 320, 1308. doi: 10.1126/science.1156965

  33. [33]

      Dean, C. R.; Young, A. F.; Meric, I.; Lee, C.; Wang, L.; Sorgenfrei, S.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Kim, P.; Shepard, K. L.; et al. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 722. doi: 10.1038/nnano.2010.172

  34. [34]

      Kiraly, B.; Jacobberger, R. M.; Mannix, A. J.; Campbell, G. P.; Bedzyk, M. J.; Arnold, M. S.; Hersam, M. C.; Guisinger, N. P. Nano Lett. 2015, 15, 7414. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b02833

  35. [35]

      Xia, F. N.; Farmer, D. B.; Lin, Y. M.; Avouris, P. Nano Lett. 2010, 10, 715. doi: 10.1021/nl9039636

  36. [36]

      Withers, F.; Del Pozo-Zamudio, O.; Mishchenko, A.; Rooney, A. P.; Gholinia, A.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Haigh, S. J.; Geim, A. K.; Tartakovskii, A. I.; et al. Nat. Mater. 2015, 14, 301. doi: 10.1038/nmat4205

  37. [37]

      Balandin, A. A.; Ghosh, S.; Bao, W.; Calizo, I.; Teweldebrhan, D.; Miao, F.; Lau, C. N. Nano Lett. 2008, 8, 902. doi: 10.1021/nl0731872

  38. [38]

      Ghosh, S.; Calizo, I.; Teweldebrhan, D.; Pokatilov, E. P.; Nika, D. L.; Balandin, A. A.; Bao, W.; Miao, F.; Lau, C. N. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 151911. doi: 10.1063/1.2907977

  39. [39]

      Pop, E.; Varshney, V.; Roy, A. K. MRS Bull. 2012, 37, 1273. doi: 10.1557/mrs.2012.203

  40. [40]

      Hao, Y. F.; Bharathi, M. S.; Wang, L.; Liu, Y. Y.; Chen, H.; Nie, S.; Wang, X. H.; Chou, H.; Tan, C.; Fallahazad, B.; et al. Science 2013, 342, 720. doi: 10.1126/science.1243879

  41. [41]

      Lin, L.; Li, J. Y.; Ren, H. Y.; Koh, A. L.; Kang, N.; Peng, H. L.; Xu, H. Q.; Liu, Z. F. ACS Nano 2016, 10, 2922. doi: 10.1021/acsnano.6b00041

  42. [42]

      Zhou, H. L.; Yu, W. J.; Liu, L. X.; Cheng, R.; Chen, Y.; Huang, X. Q.; Liu, Y.; Wang, Y.; Huang, Y.; Duan, X. F. Nat. Commun. 2013, 4, 2096. doi: 10.1038/ncomms3096

  43. [43]

      Wu, T. R.; Zhang, X. F.; Yuan, Q. H.; Xue, J. C.; Lu, G. Y.; Liu, Z. H.; Wang, H. S.; Wang, H. M.; Ding, F.; Yu, Q. K.; et al. Nat. Mater. 2016, 15, 43. doi: 10.1038/nmat4477

  44. [44]

      Ding, D.; Solis-Fernandez, P.; Hibino, H.; Ago, H. ACS Nano 2016, 10, 11196. doi: 10.1021/acsnano.6b06265

  45. [45]

      Vlassiouk, I. V.; Stehle, Y.; Pudasaini, P. R.; Unocic, R. R.; Rack, P. D.; Baddorf, A. P.; Ivanov, I. N.; Lavrik, N. V.; List, F.; Gupta, N.; et al. Nat. Mater. 2018, 17, 318. doi: 10.1038/s41563-018-0019-3

  46. [46]

      Xu, X. Z.; Zhang, Z. H.; Qiu, L.; Zhuang, J. N.; Zhang, L.; Wang, H.; Liao, C. N.; Song, H. D.; Qiao, R. X.; Gao, P.; et al. Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 930. doi: 10.1038/nnano.2016.132

  47. [47]

      Wang, H.; Xu, X. Z.; Li, J. Y.; Lin, L.; Sun, L. Z.; Sun, X.; Zhao, S. L.; Tan, C. W.; Chen, C.; Dang, W. H.; et al. Adv. Mater. 2016, 28, 8968. doi: 10.1002/adma.201603579

  48. [48]

      Lin, L.; Sun, L. Z.; Zhang, J. C.; Sun, J. Y.; Koh, A. L.; Peng, H. L.; Liu, Z. F. Adv. Mater. 2016, 28, 4671. doi: 10.1002/adma.201600403

  49. [49]

      Guo, W.; Jing, F.; Xiao, J.; Zhou, C.; Lin, Y. W.; Wang, S. Adv. Mater. 2016, 28, 3152. doi: 10.1002/adma.201503705

  50. [50]

      Guo, W.; Wu, B.; Wang, S.; Liu, Y. Q. ACS Nano 2018, 12, 1778. doi: 10.1021/acsnano.7b08548

  51. [51]

      Brown, L.; Lochocki, E. B.; Avila, J.; Kim, C. J.; Ogawa, Y.; Havener, R. W.; Kim, D. K.; Monkman, E. J.; Shai, D. E.; Wei, H. I.; et al. Nano Lett. 2014, 14, 5706. doi: 10.1021/nl502445j

  52. [52]

      Nguyen, V. L.; Shin, B. G.; Duong, D. L.; Kim, S. T.; Perello, D.; Lim, Y. J.; Yuan, Q. H.; Ding, F.; Jeong, H. Y.; Shin, H. S.; et al. Adv. Mater. 2015, 27, 1376. doi: 10.1002/adma.201404541

  53. [53]

      Nguyen, V. L.; Perello, D. J.; Lee, S.; Nai, C. T.; Shin, B. G.; Kim, J. G.; Park, H. Y.; Jeong, H. Y.; Zhao, J.; Vu, Q. A.; et al. Adv. Mater. 2016, 28, 8177. doi: 10.1002/adma.201601760

  54. [54]

      Xu, X. Z.; Zhang, Z. H.; Dong, J. C.; Yi, D.; Niu, J. J.; Wu, M. H.; Lin, L.; Yin, R. K.; Li, M. Q.; Zhou, J. Y.; et al. Sci. Bull. 2017, 62, 1074. doi: 10.1016/j.scib.2017.07.005

  55. [55]

      Lee, J. H.; Lee, E. K.; Joo, W. J.; Jang, Y.; Kim, B. S.; Lim, J. Y.; Choi, S. H.; Ahn, S. J.; Ahn, J. R.; Park, M. H.; et al. Science 2014, 344, 286. doi: 10.1126/science.1252268

  56. [56]

      Dai, J. Y.; Wang, D. X.; Zhang, M.; Niu, T. C.; Li, A.; Ye, M.; Qiao, S.; Ding, G. Q.; Xie, X. M.; Wang, Y. Q.; et al. Nano Lett. 2016, 16, 3160. doi: 10.1021/acs.nanolett.6b00486

  57. [57]

      Huang, P. Y.; Ruiz-Vargas, C. S.; van der Zande, A. M.; Whitney, W. S.; Levendorf, M. P.; Kevek, J. W.; Garg, S.; Alden, J. S.; Hustedt, C. J.; Zhu, Y.; et al. Nature 2011, 469, 389. doi: 10.1038/nature09718

  58. [58]

      Banhart, F.; Kotakoski, J.; Krasheninnikov, A. V. ACS Nano 2011, 5, 26. doi: 10.1021/nn102598m

  59. [59]

      Lin, Y. C.; Lu, C. C.; Yeh, C. H.; Jin, C.; Suenaga, K.; Chiu, P. W. Nano Lett. 2012, 12, 414. doi: 10.1021/nl203733r

  60. [60]

      Zhang, Y. F.; Gao, T.; Gao, Y. B.; Xie, S. B.; Ji, Q. Q.; Yan, K.; Peng, H. L.; Liu, Z. F. ACS Nano 2011, 5, 4014. doi: 10.1021/nn200573v

  61. [61]

      Zhu, W.; Low, T.; Perebeinos, V.; Bol, A. A.; Zhu, Y.; Yan, H.; Tersoff, J.; Avouris, P. Nano Lett. 2012, 12, 3431. doi: 10.1021/nl300563h

  62. [62]

      Yang, W.; Chen, G. R.; Shi, Z. W.; Liu, C. C.; Zhang, L. C.; Xie, G. B.; Cheng, M.; Wang, D. M.; Yang, R.; Shi, D. X.; et al. Nat. Mater. 2013, 12, 792. doi: 10.1038/nmat3695

  63. [63]

      Shin, B. G.; Boo, D. H.; Song, B.; Jeon, S.; Kim, M.; Park, S.; An, E. S.; Kim, J. S.; Song, Y. J.; Lee, Y. H. ACS Nano 2019, 13, 6662. doi: 10.1021/acsnano.9b00976

  64. [64]

      Chen, S. W.; Han, Z.; Elahi, M. M.; Habib, K. M.; Wang, L.; Wen, B.; Gao, Y. D.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Hone, J.; et al. Science 2016, 353, 1522. doi: 10.1126/science.aaf5481

  65. [65]

      Deng, B.; Pang, Z. Q.; Chen, S. L.; Li, X.; Meng, C. X.; Li, J.; Liu, M.; Wu, J.; Qi, Y.; Dang, W.; et al. ACS Nano 2017, 11, 12337. doi: 10.1021/acsnano.7b06196

  66. [66]

      Yuan, G.; Lin, D.; Wang, Y.; Huang, X.; Chen, W.; Xie, X.; Zong, J.; Yuan, Q. Q.; Zheng, H.; Wang, D.; et al. Nature 2020, 577, 204. doi: 10.1038/s41586-019-1870-3

  67. [67]

      Lozada-Hidalgo, M.; Hu, S.; Marshall, O.; Mishchenko, A.; Grigorenko, A. N.; Dryfe, R. A.; Radha, B.; Grigorieva, I. V.; Geim, A. K. Science 2016, 351, 68. doi: 10.1126/science.aac9726

  68. [68]

      Mertens, S. F.; Hemmi, A.; Muff, S.; Groning, O.; De Feyter, S.; Osterwalder, J.; Greber, T. Nature 2016, 534, 676. doi: 10.1038/nature18275

  69. [69]

      Elias, D. C.; Nair, R. R.; Mohiuddin, T. M. G.; Morozov, S. V.; Blake, P.; Halsall, M. P.; Ferrari, A. C.; Boukhvalov, D. W.; Katsnelson, M. I.; Geim, A. K.; et al. Science 2009, 323, 610. doi: 10.1126/science.1167130

  70. [70]

      Zhang, Y.; Tang, T. T.; Girit, C.; Hao, Z.; Martin, M. C.; Zettl, A.; Crommie, M. F.; Shen, Y. R.; Wang, F. Nature 2009, 459, 820. doi: 10.1038/nature08105

  71. [71]

      Ju, L.; Wang, L.; Cao, T.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Louie, S. G.; Rana, F.; Park, J.; Hone, J.; Wang, F.; McEuen, P. L. Science 2017, 358, 907. doi: 10.1126/science.aam9175

  72. [72]

      Zibrov, A. A.; Kometter, C.; Zhou, H.; Spanton, E. M.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Zaletel, M. P.; Young, A. F. Nature 2017, 549, 360. doi: 10.1038/nature23893

  73. [73]

      Yan, J.; Kim, M. H.; Elle, J. A.; Sushkov, A. B.; Jenkins, G. S.; Milchberg, H. M.; Fuhrer, M. S.; Drew, H. D. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 472. doi: 10.1038/nnano.2012.88

  74. [74]

      Ju, L.; Shi, Z. W.; Nair, N.; Lv, Y. C.; Jin, C. H.; Velasco Jr, J.; Ojeda-Aristizabal, C.; Bechtel, H. A.; Martin, M. C.; Zettl, A.; Analytis, J.; Wang, F. Nature 2015, 520, 650. doi: 10.1038/nature14364

  75. [75]

      Ma, W.; Chen, M. L.; Yin, L.; Liu, Z.; Li, H.; Xu, C.; Xin, X.; Sun, D. M.; Cheng, H. M.; Ren, W. Nat. Commun. 2019, 10, 2809. doi: 10.1038/s41467-019-10691-2

  76. [76]

      Lee, S.; Lee, K.; Zhong, Z. H. Nano Lett. 2010, 10, 4702. doi: 10.1021/nl1029978

  77. [77]

      Liu, L. X.; Zhou, H. L.; Cheng, R.; Yu, W. J.; Liu, Y.; Chen, Y.; Shaw, J.; Zhong, X.; Huang, Y.; Duan, X. F. ACS Nano 2012, 6, 8241. doi: 10.1021/nn302918x

  78. [78]

      Zhao, P.; Kim, S.; Chen, X.; Einarsson, E.; Wang, M.; Song, Y. N.; Wang, H. T.; Chiashi, S.; Xiang, R.; Maruyama, S. ACS Nano 2014, 8, 11631. doi: 10.1021/nn5049188

  79. [79]

      Hao, Y. F.; Wang, L.; Liu, Y. Y.; Chen, H.; Wang, X. H.; Tan, C.; Nie, S.; Suk, J. W.; Jiang, T. F.; Liang, T. F.; et al. Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 426. doi: 10.1038/nnano.2015.322

  80. [80]

      Wu, J.; Wang, J. Y.; Pan, D. F.; Li, Y. C.; Jiang, C. H.; Li, Y. B.; Jin, C.; Wang, K.; Song, F. Q.; Wang, G. H.; et al. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1605927. doi: 10.1002/adfm.201605927

  81. [81]

      Yang, C.; Wu, T. R.; Wang, H. M.; Zhang, G. H.; Sun, J. L.; Lu, G. Y.; Niu, T. C.; Li, A.; Xie, X. M.; Jiang, M. H. Small 2016, 12, 2009. doi: 10.1002/smll.201503658

  82. [82]

      Kim, Y.; Cruz, S. S.; Lee, K.; Alawode, B. O.; Choi, C.; Song, Y.; Johnson, J. M.; Heidelberger, C.; Kong, W.; Choi, S.; et al. Nature 2017, 544, 340. doi: 10.1038/nature22053

  83. [83]

      Chen, Y.; Gong, X. L.; Gai, J. G. Adv. Sci. 2016, 3, 1500343. doi: 10.1002/advs.201500343

  84. [84]

      Pang, J. B.; Mendes, R. G.; Wrobel, P. S.; Wlodarski, M. D.; Ta, H. Q.; Zhao, L.; Giebeler, L.; Trzebicka, B.; Gemming, T.; Fu, L.; et al. ACS Nano 2017, 11, 1946. doi: 10.1021/acsnano.6b08069

  85. [85]

      Chen, X. D.; Chen, Z. L.; Jiang, W. S.; Zhang, C. H.; Sun, J. Y.; Wang, H. H.; Xin, W.; Lin, L.; Priydarshi, M. K.; Yang, H.; et al. Adv. Mater. 2017, 29, 1603428. doi: 10.1002/adma.201603428

  86. [86]

      Sun, J. Y.; Chen, Y. B.; Priydarshi, M. K.; Chen, Z.; Bachmatiuk, A.; Zou, Z. Y.; Chen, Z. L.; Song, X. J.; Gao, Y. F.; Rümmeli, M. H.; et al. Nano Lett. 2015, 15, 5846. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b01936

  87. [87]

      陈旭东, 陈召龙, 孙靖宇, 张艳锋, 刘忠范. 物理化学学报, 2016, 32, 14. doi: 10.3866/PKU.WHXB201511133Chen, X. D.; Chen, Z. L.; Sun, J. Y.; Zhang, Y. F.; Liu, Z. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2016, 32, 14. doi: 10.3866/PKU.WHXB201511133

  88. [88]

      Hwang, J.; Kim, M.; Campbell, D.; Alsalman, H. A.; Kwak, J. Y.; Shivaraman, S.; Woll, A. R.; Singh, A. K.; Hennig, R. G.; Gorantla, S.; et al. ACS Nano 2013, 7, 385. doi: 10.1021/nn305486x

  89. [89]

      Tang, S. J.; Wang, H. M.; Wang, H. S.; Sun, Q. J.; Zhang, X. Y.; Cong, C. X.; Xie, H.; Liu, X. Y.; Zhou, X. H.; Huang, F. Q.; et al. Nat. Commun. 2015, 6, 6499. doi: 10.1038/ncomms7499

  90. [90]

      Rümmeli, M. H.; Bachmatiuk, A.; Scott, A.; Börrnert, F.; Warner, J. H.; Hoffman, V.; Lin, J.; Cuniberti, G.; Büchner, B. ACS Nano 2011, 4, 4206. doi: 10.1021/nn100971s

  91. [91]

      Sun, J. Y.; Gao, T.; Song, X. J.; Zhao, Y. F.; Lin, Y. W.; Wang, H. C.; Ma, D. L.; Chen, Y. B.; Xiang, W. F.; Wang, J.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6574. doi: 10.1021/ja5022602

  92. [92]

      Chen, J. Y.; Guo, Y. L.; Jiang, L. L.; Xu, Z. P.; Huang, L. P.; Xue, Y. Z.; Geng, D. C.; Wu, B.; Hu, W. P.; Yu, G.; Liu, Y. Q. Adv. Mater. 2014, 26, 1348. doi: 10.1002/adma.201304872

  93. [93]

      Chen, Y. B.; Sun, J. Y.; Gao, J. F.; Du, F.; Han, Q.; Nie, Y. F.; Chen, Z. L.; Bachmatiuk, A.; Priydarshi, M. K.; Ma, D. L.; et al. Adv. Mater. 2015, 27, 7839. doi: 10.1002/adma.201504229

  94. [94]

      Liu, Q. F.; Gong, Y. P.; Wang, T.; Chan, W. -L.; Wu, J. Carbon 2016, 96, 203. doi: 10.1016/j.carbon.2015.09.075

  95. [95]

      Jiang, B.; Zhao, Q. Y.; Zhang, Z. P.; Liu, B. Z.; Shan, J. Y.; Zhao, L.; Rümmeli, M. H.; Gao, X.; Zhang, Y. F.; Yu, T. J.; et al. Nano Res. 2020, 13, 1564. doi: 10.1007/s12274-020-2771-3

  96. [96]

      Mishra, N.; Forti, S.; Fabbri, F.; Martini, L.; McAleese, C.; Conran, B. R.; Whelan, P. R.; Shivayogimath, A.; Jessen, B. S.; Buss, L.; et al. Small 2019, 15, 1904906. doi: 10.1002/smll.201904906

  97. [97]

      Fauzi, F. B.; Ismail, E.; Ani, M. H.; Syed Abu Bakar, S. N.; Mohamed, M. A.; Majlis, B. Y.; Md Din, M. F.; Azam Mohd Abid, M. A. J. Mater. Res. 2018, 33, 1088. doi: 10.1557/jmr.2018.39

  98. [98]

      Choi, K.; Kim, J. W. Curr. Nanosci. 2014, 10, 135. doi: 1875-6786/14$58.00+.00

  99. [99]

      Coltrin, M. E.; Kee, R. J.; Miller, J. A. J. Electrochem. Soc. 1984, 131, 425.

  100. [100]

       Weatherup, R. S.; Dlubak, B.; Hofmann, S. ACS Nano 2012, 6, 9996. doi: 10.1021/nn303674g

  101. [101]

       Hu, B. S.; Ago, H.; Ito, Y.; Kawahara, K.; Tsuji, M.; Magome, E.; Sumitani, K.; Mizuta, N.; Ikeda, K.; Mizuno, S. Carbon 2012, 50, 57. doi: 10.1016/j.carbon.2011.08.002

  102. [102]

       Sherman, A. J. Electron. Mater. 1988, 17, 413.

  103. [103]

       Nie, S.; Wofford, J. M.; Bartelt, N. C.; Dubon, O. D.; McCarty, K. F. Phys. Rev. B 2011, 84, 155425. doi: 10.1103/PhysRevB.84.155425

  104. [104]

       Nai, C. T.; Xu, H.; Tan, S. J.; Loh, K. P. ACS Nano 2016, 10, 1681. doi: 10.1021/acsnano.5b07662

  105. [105]

       Gao, L. B.; Xu, H.; LI, L. J.; Yang, Y.; Fu, Q.; Bao, X. H.; Loh, K. P. 2D Mater. 2016, 3, 021001. doi: 10.1088/2053-1583/3/2/021001

  106. [106]

       Wang, X. L.; Yuan, Q. H.; Li, J.; Ding, F. Nanoscale 2017, 9, 11584. doi: 10.1039/c7nr02743e

  107. [107]

       Zhen, Z.; Li, X. S.; Zhu, H. W. Nano Today 2018, 22, 7. doi: 10.1016/j.nantod.2018.04.013

  108. [108]

       Deng, B.; Xin, Z. W.; Xue, R. W.; Zhang, S. S.; Xu, X. Z.; Gao, J.; Tang, J. L.; Qi, Y.; Wang, Y. N.; Zhao, Y.; et al. Sci. Bull. 2019, 64, 659. doi: 10.1016/j.scib.2019.04.030

  109. [109]

       Liu, Y. F.; Wu, T. R.; Yin, Y. L.; Zhang, X. F.; Yu, Q. K.; Searles, D. J.; Ding, F.; Yuan, Q. H.; Xie, X. M. Adv. Sci. 2018, 5, 1700961. doi: 10.1002/advs.201700961

  110. [110]

       Reuge, N.; Bacsa, R.; Serp, P.; Caussat, B. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 19845. doi: 10.1021/jp9070955

  111. [111]

       Musso, S.; Porro, S.; Rovere, M.; Giorcelli, M.; Tagliaferro, A. J. Cryst. Growth 2008, 310, 477. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2007.10.064

•