מאמר שיטה

ייצור Polyhedrons מבוססי גראפן תלת מימדי באמצעות אוריגמי דמוי עצמי מתקפלים

8.4K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/58500

⸱

23 בספטמבר 2018

 ,  ,  ,  , 
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, United States

במאמר זה

סיכום

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להרכבת polyhedrons מבוססי גראפן תלת-ממד באמצעות אוריגמי דמוי עצמי קיפול.

תקציר

ההרכבה של מימדי גרפן (2D) תלת מימדי (3D) למבנים לכל מקרה תוך שמירה על נכסים מצוינים של הגרפן הטמון כבר עניין רב לפיתוח יישומים הרומן התקן. . הנה, ייצור של 3D, microscale, חלולים polyhedrons (קוביות) בהיקף של כמה שכבות גראפן 2D או גראפן תחמוצת גליונות באמצעות תהליך עצמי קיפול אוריגמי דמוי מתואר. שיטה זו כרוכה בשימוש פולימר מסגרות, צירים, שכבות הגנה אלומיניום אוקסיד/כרום להפחית בעומס, מרחבית, ואת מתח פנים מדגיש על הממברנות מבוססות-גראפן כאשר הרשתות 2D הופכים קוביות תלת-ממד. התהליך מציע שליטה על הגודל והצורה של מבנים, כמו גם ייצור מקבילים. בנוסף, גישה זו מאפשרת היצירה של שינוי פני השטח על ידי מתכת על כל הפנים של קוביות תלת-ממד. מחקרים ספקטרוסקופיית ראמאן מראים שהשיטה מאפשרת השימור של מאפיינים מהותיים של הממברנות מבוססות גרפן, הממחיש את היציבות של השיטה שלנו.

מבוא

יריעות גרפן (2D) דו מימדי בעל מאפיינים אופטיים, אלקטרוני ומכאני יוצאת דופן, הפיכתם דגם מערכות ההתבוננות בתופעות קוונטיות חדשניים עבור מעגל אלקטרוני, הדור הבא, אלקטרוכימי, אלקטרו-מכאניים, ויישומי ביו1,2,3,4,5,6. מלבד המיוצר כמו 2D שכבתית המבנה של גרפן, לאחרונה, השינוי בגישות שונות נחקרו להתבונן פונקציונליות חדשה של גראפן ומחפשים הזדמנויות חדשות ליישום. לדוגמה, להתכוונן (או כוונון) את מאפייניו הפיזיים (קרי, סימום לרמת ו/או הלהקה מרווח) על-ידי התאמת הצורות או תכנים של דו-ממדי מבנה חד-ממדי (ד 1) או מבנה (0 ד) אפס-ממדי (למשל., גרפן נקודות קוונטיות nanoribbon או גראפן) נחקרה להשיג חדש פיסיקליות כולל אפקטים כליאה קוונטית, מצבי plasmonic לשפות אחרות, תפוצה המותאמות לשפות אחרות אלקטרון מקוטב-ספין קצה הברית7,8 ,9,10,11,12. בנוסף, משתנה המרקם של גראפן 2D מאת הקורסת (נקרא לעתים kirigami), delamination, קריסה, ניתורים, או ערימה של שכבות מרובות או שינוי צורת פני השטח גראפן על ידי העברת גראפן 2D על תכונה תלת-ממד (סובסטרט) כבר הראו שינוי של הגרפן wettability תכונות מכאניות, אופטיות ספקטרליות13,14.

מעבר לשנות את מבנה שכבות גראפן 2D ומורפולוגיה משטח, הרכבה של גראפן 2D לתוך functionalized, מוגדרים היטב, תלת מימדי (3D) polyhedrons היה עניין רב לאחרונה בקהילה גראפן להשיג פיזי חדש ו תופעות כימיות15. ב תורת, אלסטי, אלקטרוסטטית, ואן דר Waals אנרגיות של מבנים 2D מבוססת גרפן, ניתן למנף להפוך את הגרפן 2D שונים גראפן-אוריגמי 3D תצורות16,17 מבוסס על תפיסה זו, מחקרים מודלים תיאורטיים חקרו עיצובים מבנה תלת-ממדי גרפן, נוצר קרום דו-מימדית גרפן ננו, עם שימושים אפשריים משלוח סמים ואת כללי אחסון מולקולרית16,17. ובכל זאת, ההתקדמות ניסיוני של גישה זו הוא עדיין רחוק מלהיות מימוש יישומים אלה. מצד שני, פותחו מספר שיטות כימיים סינתטיים כדי להשיג מבנים תלת-ממד באמצעות תבנית בסיוע הרכבה, מכוון זרימה הרכבה, אבקת הרכבה, צמיחה קונפורמיים שיטות18,19 , 20 , 21 , 22. עם זאת, שיטות אלה מוגבלים כיום שהם לא מייצרים מבנה תלת-ממדי, חלול, סגור מבלי לאבד את מאפייני הסדינים גראפן מהותי.

. הנה, המותווה אסטרטגיה לבניית microcubes תלת-ממד, חלול, מבוסס גרפן (הכוללת מימד של ~ 200 מיקרומטר) על-ידי שימוש כמו אוריגמי מתקפל עצמית; התגברות על האתגרים בראש ובראשונה בבנייה של חומרים שעמד חופשי, חלול, 3D, לכל מקרה, מבוסס-גראפן. טכניקות קיפול עצמית כמו אוריגמי, דיבורית, תכונות מישורי lithographically בדוגמת 2D (קרי, מבוסס-גראפן ממברנות) מחוברים עם הצירים (קרי, רגיש תרמי פולימר, photoresist) על המפרקים השונים, ובכך ויוצרים 2D רשתות אשר מקפלים כאשר הצירים מחוממים כדי נמס בטמפרטורה23,24,25,26. קוביות מבוסס-גראפן הם הבינו עם ממברנה שחלונות חיבר כמה שכבות של תצהיר אדים כימיים (CVD) גדל גראפן או גראפן אוקסיד (קדימה) ממברנות; שניהם עם השימוש של פולימר מסגרות וצירים. הזיוף של קוביות מבוסס-גראפן תלת-ממד כולל: (i) הכנת שכבות הגנה, העברה (ii) גראפן-הממברנה, המתבנת, לפני שטח המתכת (iii) על ממברנות גרפן, מסגרת (iv) ואת צירי תכנים בתצהיר (v). קיפול עצמית, (vi) הסרה של שכבות הגנה (איור 1). מאמר זה מתמקד בעיקר בהיבטים מתקפלים עצמית של הזיוף קוביות מבוסס-גראפן תלת-ממד. ניתן למצוא פרטים על מאפיינים אופטיים פיזיקליות של קוביות מבוסס-גראפן 3D שלנו אחרים האחרונות פרסומים27,28.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

התראה: מספר כימיקלים המשמשים syntheses האלה הם רעילים, עשוי לגרום לגירוי נזק חמור לאיבר כאשר נגע או בשאיפה. אנא השתמש ציוד בטיחות המתאימות, ללבוש ציוד מגן אישי בעת טיפול הכימיקלים.

1. הכנת תחמוצת אלומיניום, כרום שכבות הגנה על שכבת ההקרבה נחושת

  1. שימוש של המאייד קרינה, להפקיד 10 ננומטר כרום עבה (Cr) ו- 300 ננומטר נחושת (Cu) שכבות עבות (שכבה ההקרבה) על המצע צורן (Si) (איור 2 א).
  2. ספין-המעיל photoresist (PR)-1-2500 סל"ד ואחריו אפיה ב 115 ° C 60 s.
  3. לחשוף את תוכנן 2D נטו אזורי אור אולטרה סגול (UV) על aligner מסכת קשר 15 s ולפתח 60 s בפתרון מפתח-1. לשטוף את הדגימה עם מים (DI) יונים, מייבשת עם רובה אוויר.
  4. להפקיד 10 ננומטר בעובי השכבה Cr ו ההמראה של אצטון יחסי ציבור - מס ' 1 הנותרים. לשטוף את הדגימה עם מים DI, מייבשת עם רובה אוויר (איור 2b).
  5. דפוס 2D רשתות עם שישה כיכר Al2O3/Cr הגנה בשכבות השיכבה 2D נטו, הספין-יחסי ציבור-1 ב- 2500 סל"ד ואחריו אפיה ב 115 ° C 60 s.
  6. לחשוף את הרבדים הגנה מרובע 6 מעוצב לאור UV על aligner מסכת קשר 15 s ולפתח 60 s בפתרון מפתח-1. לשטוף את הדגימה עם מים DI, מייבשת עם רובה אוויר.
  7. להפקיד 100 ננומטר Al2O3 בשכבה עבה של 10 ננומטר שכבת Cr עבה. הסר הנותרים אצטון יחסי ציבור - מס ' 1. לשטוף את הדגימה עם מים DI, מייבשת עם רובה אוויר (איור 2 c).

2. הכנת גרפן וממברנות תחמוצת גרפן

הערה: במחקר זה, שני סוגים של חומרים מבוססי גראפן משמשים: בתצהיר אדים כימיים (i) (CVD) גדל גרפן, (ii) גראפן אוקסיד (קדימה).

  1. הכנה של ממברנות גראפן CVD מרובת שכבות
    הערה: כדי להשיג מרובת שכבות גראפן ממברנות, שכבה אחת גראפן מועבר שלוש פעמים נפרדות באמצעות מספר polymethyl methacrylate (PMMA) ציפוי/הסרת השלבים.
    1. מתחיל עם חתיכה ~ 15 מ"מ מרובע של גראפן דבקה על רדיד Cu, ספין-קואט שכבה דקה PMMA-3000 סל ד על פני השטח של הגרפן. אופים ב 180 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות.
    2. במקום PMMA/גראפן/Cu שכבות נייר הגיליון צף Cu בצד למטה etchant Cu במשך 24 שעות ביממה לחרוט משם את רדיד האלומיניום Cu.
    3. לאחר Cu רדיד היא התפרקה לחלוטין (בהשאירכם PMMA/גראפן), העברת הגרפן מצופים PMMA צפה על פני בריכת מים DI באמצעות כוס שקופיות מיקרוסקופ כדי להסיר שאריות Cu etchant. חזור על ההעברה של הגרפן מצופים PMMA אל בריכות מים די חדש מספר פעמים לשטוף במידה מספקת.
    4. העברת הגרפן מצופים PMMA צף על גבי קטע נוסף של גראפן דבקה על רדיד Cu (גראפן/Cu) כדי לקבל קרום דו-שכבה גרפן (ויוצרים מבנה רדיד PMMA/גראפן/גראפן/Cu).
    5. תרמית מתייחסת הגרפן שכבה כפולה על Cu רדיד על פלטה חמה ב 100 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות.
    6. הסר PMMA על הגרפן שכבה כפולה על Cu המזימה באמבט אצטון (בהשאירכם ערימה שכבה רדיד גראפן/גראפן/Cu), ואחריו העברת מים DI.
    7. חזור על העברת גרפן (2.1.1 - 2.1.5) פעם נוספת כדי לקבל שלוש שכבות מוערמים של גראפן ממברנות. כאשר שלב 2.1.4 מתמלאת במהלך תהליך החזרה, במקום העברת גיליון גראפן מצופים PMMA החדש על גבי קטע נוסף של גראפן/Cu, העברת הגרפן מצופים PMMA חדש על גבי שכבה הכפולה גראפן בעבר מפוברק מהשלב 2.1.6 לטופס שילוב שכבה רדיד PMMA/גראפן/גראפן/גראפן/Cu. . אז, חזור על שלב 2.1.5 ללא שינוי.
    8. במקום PMMA/גראפן/גראפן/גראפן/Cu שכבות נייר הגיליון צף Cu בצד למטה etchant Cu במשך 24 שעות ביממה לחרוט משם את רדיד האלומיניום Cu.
    9. להעביר מצופים PMMA שלוש-שכבות גראפן ממברנות (PMMA/גראפן גראפן גראפן) על גבי pre-fabricated Al2O3/Cr הגנת השכבות מ סעיף 1.
    10. לאחר העברה של הגרפן, הסר את PMMA עם אצטון. לאחר מכן, לטבול את הדגימה במים DI ויבש באוויר.
    11. תרמית מתייחסת הגרפן רב שכבתית על המצע על פלטה חמה ב 100 מעלות צלזיוס לשעה.
    12. ספין-קואט יחסי ציבור-1 ב 2500 סל ד ואופים ב 115 הלעפה תרוטרפמט 60 s.
    13. UV לחשוף את האזורים של יחסי ציבור-1 ישירות מעל האזורים שכבת הגנה ריבוע באמצעות aligner מסכת קשר של 15 s ולפתח 60 s בפתרון מפתח-1.
    14. להסיר את חשף לאחרונה, לא רצויים גראפן אזורים באמצעות טיפול פלזמה חמצן עבור 15 s.
    15. הסר את שאריות של יחסי ציבור-1 אצטון.
    16. שוטפים את הדגימה עם מים DI ומייבשים באוויר (איור דו-ממדי).
  2. הכנת גרפן תחמוצת ממברנות
    הערה: מסורתי פוטוליתוגרפיה ואחריו תהליך ההמראה ויה המבול חשיפה משמש תבנית בקרום קדימה.
    1. ספין-קואט יחסי ציבור-2 ב- 1700 סל ד 60 s על גבי בעבר מפוברק Al2O3/Cr הגנת השכבות כדי לקבל שכבה עבה 10 מיקרומטר. אופים את יחסי ציבור-2 115 ° C עבור 60 s, ואז לחכות 3 שעות.
    2. עם המסכה באותו המשמש עבור תכנים את שכבת הגנה Al2O3/Cr, UV לחשוף את הדגימה על aligner מסכת קשר 80 s לפתח עבור 90 s במפתחים-2 פתרון. לשטוף את הדגימה עם מים DI, מייבשת עם רובה אוויר.
    3. ביצוע של חשיפה UV שיטפון של המדגם כולו בלי מסיכה עבור 80 s.
    4. ספין-מעילו מוכן ללכת ואת תערובת מים (15 מ ג של אבקת קדימה ב-15 מיליליטר מים DI) על הדגימה-1000 סל ד 60 ס' בצע הספין-ציפוי סך של 3 פעמים.
    5. טובלים המדגם בפתרון מפתח-2 כדי לאפשר המראה של קדימה לא רצויים.
    6. לשטוף את הדגימה עם מים DI, בזהירות. מייבשת את הדגימה. עם רובה אוויר.
    7. תרמית לפנק את הדגימה על פלטה חמה ב 100 מעלות צלזיוס במשך 1 h (איור 2 h).

3. מתכת המתבנת פני השטח על-מבוססות-גראפן ממברנות

הערה: תהליך פוטוליתוגרפיה נפוצות נערך על מנת להשיג את המתבנת פני השטח באמצעות UV מסכת קשר aligner קרינה המאייד (ראה 1.2-1.4).

  1. ליצור דפוסי עבה טיטניום (Ti) nm 20 על הממברנות מבוססות-גראפן בדוגמת.
  2. תרמית לפנק את הדגימה על פלטה חמה ב 100 ° C עבור h 1 (איור 2e גראפן) ו- 2i איור לפעולה.

4. ייצור של פולימר מסגרות וצירים

  1. על גבי ממברנות מבוססי גרפן עם Ti על פני השטח דפוסים, ספין-קואט יחסי ציבור-3 ב- 2500 סל"ד עבור 60 s כדי ליצור שכבה עבה 5 מיקרומטר ואופים ב 90 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות.
  2. UV לחשוף את הדגימות 20 s, לאפות ב 90 מעלות צלזיוס למשך 3 דקות, ולפתח עבור 90 s בפתרון מפתח-3.
  3. לשטוף את הדגימה עם די מים, אלכוהול איזופרופיל (IPA), בזהירות. מייבשת את הדגימה. עם רובה אוויר.
  4. פוסט-אופים את הדגימות ב 200 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות לשפר את הנוקשות מכני של המסגרות (PR-3) (איור 2f גראפן), דמות 2j לפעולה.
  5. כדי להפוך את התבנית ציר, ספין-קואט יחסי ציבור-2 ב- 1000 סל ד 60 s כדי ליצור סרט עבה 10 מיקרומטר על גבי המצע טרומיים. אופים ב- 115 הלעפה תרוטרפמט עבור 60 s ולחכות 3 שעות.
  6. UV לחשוף את הדגימה על aligner מסכת קשר 80 s לפתח עבור 90 s במפתחים-2 פתרון.
  7. לשטוף את הדגימה עם מים DI, בזהירות. מייבשת את הדגימה. עם רובה אוויר (איור 2 גרם עבור גראפן) ו- איור 2 k לפעולה.

5. עצמית קיפול במים DI

הערה: כאשר הצירים יחסי ציבור-2 הם נמסו (או הזרמה מחדש), כוח מתח נוצר; לפיכך, המבנים 2D להפוך 3D מבנים (תהליך מתקפלים עצמית).

  1. כדי לשחרר את מבנה דו-מימדית, להמיס את שכבת ההקרבה Cu מתחת לרשתות 2D ב etchant Cu (איור 2 l).
  2. להעביר את מבנה שוחרר לתוך אמבט מים DI באמצעות pipet ולשטוף היטב כמה פעמים כדי להסיר את etchant Cu שיורית.
  3. מבנה המקום דו-ממדי במים DI מחומם מעל נקודת ההיתוך של הפולימר (PR-2) צירים (איור 2 מ').
  4. לנטר את עצמי קיפול ב בזמן אמת באמצעות מיקרוסקופ אופטי ולהסיר ממקור חום על מכלול מוצלחת לקוביות סגור.

6. הסרת שכבות הגנה

  1. לאחר קיפול עצמית, להסיר Al2O3/Cr הגנת השכבות עם etchant Cr (2n איור).
  2. בעדינות להעביר את הקוביות לתוך אמבט מים DI ולשטוף היטב.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

איור 2 מציג תמונות של התהליכים ליטוגרפית של גראפן 2D ו מבנים נטו ללכת ותהליך עצמית מתקפלים עוקבות. תהליך עצמי מתקפלים מנוטר ב בזמן אמת באמצעות מיקרוסקופ ברזולוציה גבוהה. שני סוגי הקוביות מבוסס-גראפן 3D מקופלים ב ~ 80 ° c איור 3 ופורסת רצפי וידאו שנתפסו מציג עצמית קיפול של קוביות 3D מבוסס-גראפן באופן מקבילי. תחת תהליך אופטימיזציה, גישה זו מציגה תשואה הגבוהה של ~ 90%.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

עבור קוביות מפוברק עם CVD גרפן, כי כל פנים של קוביה נתון מעוצב עם מסגרת חיצונית סביב אזור2 ~ 160 × 160 מיקרומטר שעמד חופשי גרפן, גיליון אחד של גראפן חד שכבתי אין את הכוח הדרוש כדי להתיר עיבוד מקבילי של הקוביות. מסיבה זו, ממברנות גראפן המורכב משלוש שכבות של CVD גראפן חד שכבתי הסדינים המיוצר באמצעות שלושה גראפן נפרד העברות באמצעות מספר השלבים ציפוי/הסרת PMMA. מצד שני, להכנה ממברנה קדימה, אנו משתמשים גליונות בודדים ללכת במים, להשיג באמצעות שיטה של האמר ששונה27. כדי דפוס ע...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים אין לחשוף.

תודות

חומר זה מתבסס על עבודה נתמכת על-ידי קרן הזנק באוניברסיטת מינסוטה, בצמד הערים ו פרס ה-NSF הקריירה (CMMI-1454293). חלקים של עבודה זו בוצעו במתקן אפיון ב אוניברסיטת מינסוטה, חבר ה-NSF במימון חומרי מחקר מתקנים ברשת (באמצעות התוכנית MRSEC. חלקים של עבודה זו נערכו במרכז ננו של מינסוטה, אשר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע דרך נבחרת ננו מתואמת תשתית רשת (NNCI) תחת פרס מספר מרכזים לגיל הרך-1542202. ג ד מאשר תמיכה של 3 מ' המדע ואחווה טכנולוגיה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
אצטוןפישר כימיקלA18P-4N/A
תחמוצת אלומיניוםחברת קורט ג'יי לסקרEVMALO-1-2.599.99% טהור
APS נחושת Etchant 100Transene Company, Inc.N/A
(לתמונה תלת-ממדית)NikonD51001080p Full HD, פיקסלים אפקטיביים: 16.2 מיליון, גודל חיישן: 23.6 מ"מ x 15.6 מ"מ
CE-5 M מסכת כרום EtchantTransene Company, Inc.N / AN /
A מערכת גידול תצהיר כימי (CVD)מותאם אישיתN/Aלינדברג / תנור צינור כחול
כרוםחברת קורט ג'יי לסקר EVMCR35J99.95%
כרום טהור תחריט 473Transene Company, Inc.N/A Copper
Kurt J. Lesker CompanyEVMCU40QXQJ99.99% טהור
מפתח-1 (מפתח MF319)Microposit10018042N/A
מפתח-2 (מפתח AZ)Merck performance Materials Corp.1005422496N/A
Developer-3 (מפתח SU-8)MicroChemNC9901158N/A
Digital Hot PlateThermo ScientificHP131725סדרת Super-Nuvoa, טמפרטורה מקסימלית: 370 & deg;
מערכת מאייד C E-BeamRocky Mountain Vacuum Tech.N/ARME-2000
תחמוצת גרפןגוגרפןN/Aטוהר: ~ 99%; יחס שכבה אחת: ~99%;   עובי 0.7-1.2 ננומטר.
איזופרופיל אלכוהולפישר כימיA416-4N/A
מיישר מסכהMidasMDA-400LJN/A
מיקרוסקופOmax NJF-120AN/
A פולימתיל מתקרילט מרובה (PMMA)MicroChem950 PMMA A9N/A
פלזמת חמצן טכניקס בע"מתחריט יונים תגובתי בקנה מידה מיקרו (RIE)
פוטו-רזיסט-1 (S1813 פוטו-רזיסט)מיקרופוזיט10018348N/A
פוטו-רזיסט-2 (SPR220 Photoresist)MicroChemSPR00220-7GN/A
Photoresist-3 (SU-8 Photoresist)MicroChemSU-8-2010/A
ProfilometerTencor InstrumentsN/AAlpha-Step 200
רמאןWITec אינסטרומנטס קורפAlpha300Rמיקרוסקופ רמאן קונפוקלי
סיליקון רקיקSiltronic AGN / Aקוטר 100 מ"מ, סוג N, פוליש צד אחד, גמישות: 560-840 ואומגה; ושור; ס"מ
ספינרהכלים הטובים ביותרS0114031123SMART COATER 100
טיטניוםקורט ג'יי לסקר החברהEVMTI45QXQA99.99%
טהור אולטרסאונד מנקהCrest UltrasonicsN/Aסדרת Powersonic
מצלמת N

מקורות

  1. Geim, A. K., Novoselov, K. S. The rise of graphene. Nature Materials. 6 (3), 183-191 (2007).
  2. Singh, V., et al. Graphene based materials: Past, present and future. Progress in Materials Science. 56 (8), 1178-1271 (2011).
  3. Bonaccorso, F., Sun, Z., Hasan, T., Ferrari, A. C. Graphene photonics and optoelectronics. Nature Photonics. 4 (9), 611-622 (2010).
  4. Wang, C., Li, D., Too, C. O., Wallace, G. G. Electrochemical Properties of Graphene Paper Electrodes Used in Lithium Batteries. Chemistry of Materials. 21 (13), 2604-2606 (2009).
  5. Bunch, J. S., et al. Electromechanical resonators from graphene sheets. Science. 315 (5811), 490-493 (2007).
  6. Menaa, F., Abdelghani, A., Menaa, B. Graphene nanomaterials as biocompatible and conductive scaffolds for stem cells: impact for tissue engineering and regenerative medicine. Journal of Tissue Engineering and Regenerative. 9 (12), 1321-1338 (2015).
  7. Han, M. Y., Özyilmaz, B., Zhang, Y., Kim, P. Energy band-gap engineering of graphene nanoribbons. Physical Review Letters. 98 (20), 206805(2007).
  8. Son, Y. W., Cohen, M. L., Louie, S. G. Half-metallic graphene nanoribbons. Nature. 444 (7117), 347-349 (2006).
  9. Yan, Q., et al. Intrinsic current− voltage characteristics of graphene nanoribbon transistors and effect of edge doping. Nano Letters. 7 (6), 1469-1473 (2007).
  10. Fei, Z., et al. Gate-tuning of graphene plasmons revealed by infrared nano-imaging. Nature. 487 (7405), 82-85 (2012).
  11. Joung, D., Zhai, L., Khondaker, S. I. Coulomb blockade and hopping conduction in graphene quantum dots array. Physical Review. B. 83 (11), 115323(2011).
  12. Bacon, M., Bradley, S. J., Nann, T. Graphene quantum dots. Particle & Particle Systems Characterization. 31 (4), 415-428 (2014).
  13. Blees, M. K., et al. Graphene kirigami. Nature. 524 (7564), 204-207 (2015).
  14. Michael Cai, W., et al. Mechanical instability driven self-assembly and architecturing of 2D materials. 2D Materials. 4 (2), 022002(2017).
  15. Shenoy, V. B., Gracias, D. H. Self-folding thin-film materials: From nanopolyhedra to graphene origami. MRS Bulletin. 37 (9), 847-854 (2012).
  16. Zhu, S., Li, T. Hydrogenation-Assisted Graphene Origami and Its Application in Programmable Molecular Mass Uptake, Storage, and Release. ACS Nano. 8 (3), 2864-2872 (2014).
  17. Zhang, L., Zeng, X., Wang, X. Programmable hydrogenation of graphene for novel nanocages. Scientific Reports. 3, 3162(2013).
  18. Vickery, J. L., Patil, A. J., Mann, S. Fabrication of Graphene-Polymer Nanocomposites With Higher-Order Three-Dimensional Architectures. Advanced Materials. 21 (21), 2180-2184 (2009).
  19. Yang, X., Zhu, J., Qiu, L., Li, D. Bioinspired effective prevention of restacking in multilayered graphene films: towards the next generation of high-performance supercapacitors. Advanced Materials. 23 (25), 2833-2838 (2011).
  20. Choi, B. G., Yang, M., Hong, W. H., Choi, J. W., Huh, Y. S. 3D macroporous graphene frameworks for supercapacitors with high energy and power densities. ACS Nano. 6 (5), 4020-4028 (2012).
  21. Niu, Z., Chen, J., Hng, H. H., Ma, J., Chen, X. A leavening strategy to prepare reduced graphene oxide foams. Advanced Materials. 24 (30), 4144-4150 (2012).
  22. Li, Y., et al. Growth of conformal graphene cages on micrometre-sized silicon particles as stable battery anodes. Nature Energy. 1 (2), (2016).
  23. Cho, J. H., Gracias, D. H. Self-Assembly of Lithographically Patterned Nanoparticles. Nano Letters. 9 (12), 4049-4052 (2009).
  24. Cho, J. H., Azam, A., Gracias, D. H. Three Dimensional Nanofabrication Using Surface Forces. Langmuir. 26 (21), 16534-16539 (2010).
  25. Dai, C., Cho, J. H. In Situ Monitored Self-Assembly of Three-Dimensional Polyhedral Nanostructures. Nano Letters. 16 (6), 3655-3660 (2016).
  26. Joung, D., et al. Self-Assembled Multifunctional 3D Microdevices. Advanced Electronic Materials. 2 (6), 1500459(2016).
  27. Joung, D., Gu, T., Cho, J. H. Tunable Optical Transparency in Self-Assembled Three-Dimensional Polyhedral Graphene Oxide. ACS Nano. 10 (10), 9586-9594 (2016).
  28. Joung, D., et al. Self-Assembled Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons Inducing Volumetric Light Confinement. Nano Letters. 17 (3), 1987-1994 (2017).
  29. Lian, K., Ling, Z. G., Liu, C. Thermal stability of SU-8 fabricated microstructures as a function of photo initiator and exposure doses. Proceedings of SPIE. 4980, 209(2003).
  30. Winterstein, T., et al. SU-8 electrothermal actuators: Optimization of fabrication and excitation for long-term use. Micromachines. 5 (4), 1310-1322 (2014).
  31. Syms, R. R. A., Yeatman, E. M., Bright, V. M., Whitesides, G. M. Surface tension-powered self-assembly of microstructures - the state-of-the-art. Journal of Microelectromechanical Systems. 12 (4), 387-417 (2003).
  32. Xie, X., et al. Controlled fabrication of high-quality carbon nanoscrolls from monolayer graphene. Nano Letters. 9 (7), 2565-2570 (2009).
  33. Ferrari, A. C., Basko, D. M. Raman spectroscopy as a versatile tool for studying the properties of graphene. Nature Nanotechnology. 8 (4), 235-246 (2013).
  34. Childres, I., Jauregui, L. A., Park, W., Cao, H., Chen, Y. P. Raman spectroscopy of graphene and related materials. New developments in photon and materials research. Jang, J. I. , Nova Science Publishers. Hauppauge NY. (2013).
  35. Polsen, E. S., McNerny, D. Q., Viswanath, B., Pattinson, S. W., Hart, A. J. High-speed roll-to-roll manufacturing of graphene using a concentric tube CVD reactor. Scientific Reports. , 5(2015).
  36. Wu, T., Shen, H., Sun, L., You, J., Yue, Z. Three step fabrication of graphene at low temperature by remote plasma enhanced chemical vapor deposition. RSC Advances. 3 (24), 9544-9549 (2013).
  37. Liu, C., Schauff, J., Joung, D., Cho, J. H. Remotely controlled microscale 3D self-assembly using microwave energy. Advanced Materials Technologies. 2 (8), 1700035(2017).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים