សាកថ្មីលឿនជាងមុន អាយុកាលកាន់តែយូរ៖ ល្បិចក្រាហ្វីន បំពាក់ថាមពលថ្មលីចូម

អ្នកនិពន្ធ៖ In Hyuk Son Jong Hwan Park Seongyong Park Kwangjin Park Sangil Han Jaeho Shin Seok-Gwang Doo Yunil Hwang Hyuk Chang Jang Wook Choi សេចក្តីសង្ខេប ការកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិមួយដោយមិនបាត់បង់លក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងទៀត គឺជាបញ្ហាប្រឈមសម្រាប់អាគុយលីច-អ៊ីយ៉ុង ដោយសារតែធម្មជាតិនៃការផ្លាស់ប្តូរគ្នារវាងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗ។ នៅទីនេះ យើងរាយការណ៍ពីដំណើរការនៃការដាក់ស្រទាប់ដោយប្រើឧស្ម័នគីមី (chemical vapor deposition) ដើម្បីដាំដុះការប្រមូលផ្តុំនៃក្រាហ្វែន–ស៊ីលីកា ដែលហៅថា បាល់ក្រាហ្វែន (graphene ball)។ រចនាសម្ព័ន្ធបីវិមាត្រដែលមានមជ្ឈមណ្ឌលជាភាគល្អិតស៊ីលីកូនអុកស៉ីតអនុញ្ញាតឱ្យសូម្បីតែបាល់ក្រាហ្វែន ១% ដោយទម្ងន់ ត្រូវបានដាក់ស្រទាប់យ៉ាងល្អលើកាតូតដែលជាលោហធាតុនីកែល-សម្បូរតាមរយៈការកិន Nobilta ដែលអាចកើនឡើងបាន។ ការដាក់ស្រទាប់បាល់ក្រាហ្វែនជួយបង្កើនអាយុកាលវដ្ត និងសមត្ថភាពសាកលឿនដោយការបង្ក្រាបប្រតិកម្មចំហៀងដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់ និងផ្តល់នូវផ្លូវចម្លងចរន្តអគ្គិសនីដែលមានប្រសិទ្ធភាព។ បាល់ក្រាហ្វែនដោយខ្លួនវាផ្ទាល់ក៏អាចបម្រើជាវត្ថុធាតុអនុគមន៍ដែលមានសមត្ថភាពជាក់លក្ខណៈខ្ពស់ ១៧៦.២ mAh g⁻¹។ អាគុយពេញលេញដែលបញ្ចូលបាល់ក្រាហ្វែនបង្កើនដង់ស៊ីតេថាមពលបរិមាត្របាន ២៧.៦% បើប្រៀបធៀបទៅនឹងអាគុយត្រួតពិនិត្យដែលគ្មានបាល់ក្រាហ្វែន ដោយបង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃការសម្រេចបាន ៨០០ Wh L⁻¹ នៅក្នុងការកំណត់អាគុយពាណិជ្ជកម្ម រួមជាមួយនឹងវដ្តដែលល្អចំនួន ៧៨.៦% នៃការរក្សាសមត្ថភាពបន្ទាប់ពី ៥០០ វដ្តនៅ ៥C និង ៦០°C។ សេចក្តីផ្តើម ការអភិវឌ្ឍន៍អាគុយលីច-អ៊ីយ៉ុង (LIBs) បន្តបន្ទាប់បាននាំមកនូវការរីកចម្រើនយ៉ាងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ក្នុងទិដ្ឋភាពប្រតិបត្តិការផ្សេងៗ រួមទាំងដង់ស៊ីតេថាមពល ដង់ស៊ីតេថាមពលល្បឿន អាយុកាលវដ្ត និងសុវត្ថិភាព។ បច្ចុប្បន្ននេះ ឧបករណ៍ IT ចល័តមានចំនួនច្រើននៃការដាក់ពាក្យ LIBs ដែលលក្ខណៈប្រតិបត្តិការនៃ LIBs ទំនើបបច្ចុប្បន្នមានការពេញចិត្តជាភាគច្រើន , , ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែលរថយន្តអគ្គិសនី (EVs) បានជ្រៀតចូលទីផ្សារ LIBs លក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូគីមីសំខាន់ៗបានដាក់ស្តង់ដារដែលប្រឈមជាងមុន។ ខណៈពេលដែលដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ជាងត្រូវបានគេចង់បានសម្រាប់ការបើកបរបានចម្ងាយឆ្ងាយជាងនេះ ការកើនឡើងនៃ kinetics នៃប្រតិកម្មត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ការសាកលឿន និងប្រតិបត្តិការល្បឿនលឿន។ សុវត្ថិភាពក៏ជាកត្តាសំខាន់ផងដែរសម្រាប់ការដាក់ពាក្យ EV ។ បញ្ហាប្រឈមដ៏ធំមួយគឺការយកឈ្នះលើទំនាក់ទំនងផ្លាស់ប្តូរគ្នារវាងលក្ខណៈសម្បត្តិសំខាន់ៗទាំងនេះ។ វាជាធម្មតាពិបាកក្នុងការកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិមួយដោយមិនបាត់បង់លក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងទៀត។ 1 2 3 ទំនាក់ទំនងផ្លាស់ប្តូរគ្នាបែបនេះមានភាពច្បាស់លាស់ជាពិសេសរវាងដង់ស៊ីតេថាមពល និងការសាកលឿនលឿន (ឬសមត្ថភាពថាមពល)។ ខណៈពេលដែលការប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុ nano ជាសមាសធាតុសកម្ម , និងការបញ្ចូលវត្ថុធាតុ nano នៃកាបូន , , ជាភ្នាក់ងារចម្លងចរន្តអគ្គិសនីបានបង្ហាញអត្រាសាកដែលប្រសើរឡើងដោយការកាត់បន្ថយចម្ងាយរីករាលដាលអ៊ីយ៉ុង និងភាពធន់ទ្រាំផ្ទៃក្នុង ប៉ុន្តែវិធីសាស្រ្តភាគច្រើនទាំងនេះនៅតែត្រូវការការកែលម្អបន្ថែមទៀតមុនពេលពួកគេអាចត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា LIB បច្ចុប្បន្ន។ ដង់ស៊ីតេម៉ាស៊ីនរបស់វត្ថុធាតុ nano មានកម្រិតទាបជាងភាគល្អិត micro ច្រើន ដែលជាឧបសគ្គដល់ដង់ស៊ីតេថាមពលបរិមាត្រ ដែលជាកត្តាសំខាន់សម្រាប់កម្មវិធី LIB ជាច្រើនជាងសមភាគច្រើន។ នៅក្នុងបរិបទស្រដៀងគ្នាឆ្ពោះទៅរកការកាត់បន្ថយភាពធន់ទ្រាំផ្ទៃក្នុង ការរួមបញ្ចូលវត្ថុធាតុ nano នៃកាបូនដូចជាក្រាហ្វែនត្រូវបានបង្ហាញថាមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការបង្កើនភាពចម្លងចរន្តអគ្គិសនីនៃអេឡិចត្រូតក្នុងបន្ទប់ពិសោធន៍។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសម្រេចបាននូវការចែកចាយឯកសណ្ឋាននៃមាតិកាទម្ងន់តិចតួច ( ie. <3 wt%) នៃវត្ថុធាតុ nano នៃកាបូននៅក្នុងដំណើរការបាញ់ធំនៅតែមិនទាន់ត្រូវបានបង្ហាញនៅឡើយទេ។ ការកែប្រែវត្ថុធាតុសកម្មដែលមានស្រាប់ដោយការបញ្ចូលធាតុបរទេស , ឬការគ្រប់គ្រង stoichiometry , , ក៏អាចបង្កើន diffusivity នៃអ៊ីយ៉ុង Li ហើយដូច្នេះអត្រាសាកនៃវត្ថុធាតុសកម្មប្រពៃណីដែលមានវិមាត្រ micrometer ។ ប៉ុន្តែវិធីសាស្រ្តភាគច្រើនទាំងនេះមានប្រសិទ្ធភាពដោយចំណាយលើសមត្ថភាពជាក់លក្ខណៈ។ 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 លើសពីនេះទៀត ក្រៅពីដង់ស៊ីតេថាមពល និងការសាកលឿនលឿន ការសម្រេចបាននូវអាយុកាលវដ្តវែង ជាពិសេសនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ( ie. 60°C) នៅតែជាបញ្ហាប្រឈមសម្រាប់ LIBs ទំនើបដែលរួមបញ្ចូលវត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់។ ខណៈពេលដែលវត្ថុធាតុអុកស៉ីតស្រទាប់ដែលសម្បូរទៅដោយនីកែល (Ni) និងលីចូម (Li) ត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាវត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតកាតូតដែលនឹងមកដល់ ដោយសារតែសមត្ថភាពជាក់លក្ខណៈរបស់ពួកគេល្អជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងសមភាគ LiCoO2 បែបប្រពៃណី វាត្រូវបានគេដឹងយ៉ាងច្បាស់ថា ការលាយកាតូតដែលមិនអាចជៀសវាងបានក្នុងអំឡុងពេលសាកបានធ្វើឱ្យខូចរចនាសម្ព័ន្ធស្រទាប់ទៅជារចនាសម្ព័ន្ធ spinel ឬ rock-salt រួមជាមួយនឹងប្រតិកម្មចំហៀងដែលមិនចង់បាននៅលើផ្ទៃអេឡិចត្រូត។ ដោយពិចារណាចំពោះកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងដែលបានធ្វើឡើងរហូតមកដល់ពេលនេះ ដំណោះស្រាយមួយដែលមើលទៅពិតប្រាកដបំផុតសម្រាប់ការសម្រេចបានការសាកលឿនលឿននៃវត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតកាតូតជាមួយនឹងការបាត់បង់ថាមពល និងអាយុកាលវដ្តដោយមិនមានការបាត់បង់ច្រើនបំផុត ពាក់ព័ន្ធនឹងការស្វែងរកវត្ថុធាតុការពារដែលចម្លងចរន្តអគ្គិសនីដែលអាចដាក់ស្រទាប់ឯកសណ្ឋាននៅលើវត្ថុធាតុសកម្មជាមួយនឹងមាតិកាតិចតួច។ ការស្វែងរកវត្ថុធាតុអនុគមន៍ទំនើបក៏ចាំបាច់ផងដែរ ដោយសារតែកាតូតក្រាហ្វাইটបច្ចុប្បន្នមានបញ្ហាជាមួយនឹងការដាក់លោហធាតុ Li ក្នុងអំឡុងពេលសាកល្បឿនលឿន។ នៅទីនេះ យើងរាយការណ៍អំពីការប្រមូលផ្តុំក្រាហ្វែន–ស៊ីលីកា (SiO ) ដែលហៅថា បាល់ក្រាហ្វែន (GB) ជាវត្ថុធាតុដាក់ស្រទាប់សម្រាប់វត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតកាតូតដែលសម្បូរទៅដោយនីកែលដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ ក៏ដូចជាវត្ថុធាតុអនុគមន៍ LIB ។ គ្នាក្រាហ្វែនបាល់ (GB) ត្រូវបានផ្សំឡើងពីមជ្ឈមណ្ឌលភាគល្អិតស៊ីលីកូនអុកស៉ីត (SiO ) និងស្រទាប់ក្រាហ្វែនដែលនៅជុំវិញ ដោយបង្កើតបានជារចនាសម្ព័ន្ធបីវិមាត្រ (3D) ដូចគ្រាប់ពោត។ ភាគល្អិតស៊ីលីកូនអុកស៉ីត (SiO >) ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងទិដ្ឋភាពជាច្រើន ដូចជាការជៀសវាងការបង្កើតស្រទាប់ស៊ីលីកូនកាប៉ូណាត (SiC) នៅចំណុចប្រទាក់ SiO –ក្រាហ្វែនក្នុងអំឡុងពេលលូតលាស់ក្រាហ្វែន ការធានាការដាក់ស្រទាប់ GB ឯកសណ្ឋានលើវត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតកាតូត និងការផ្តល់សមត្ថភាពជាក់លក្ខណៈខ្ពស់ នៅពេលដែល GB ត្រូវបានប្រើជាវត្ថុធាតុអនុគមន៍។ ការដាក់ស្រទាប់ GB ឯកសណ្ឋានលើកាតូតដែលសម្បូរទៅដោយនីកែល បង្កើនស្ថេរភាពចំណុចប្រទាក់ជាមួយអេឡិចត្រូលីត និងភាពចម្លងចរន្តអគ្គិសនីលើអេឡិចត្រូត បង្កើនអាយុកាលវដ្ត និងសមត្ថភាពសាកលឿននៃកាតូតយ៉ាងខ្លាំង។ ដោយយកអត្ថប្រយោជន៍ប្លែកពី GB អាគុយពេញលេញដែលផ្សំឡើងដោយកាតូតដែលដាក់ស្រទាប់ GB និងអនុគមន៍ GB បង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃដង់ស៊ីតេថាមពលបរិមាត្រជិត ៨០០ Wh L⁻¹ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌអាគុយពាណិជ្ជកម្ម រួមជាមួយនឹងការរក្សាសមត្ថភាពខ្ពស់ ៧៨.៦% បន្ទាប់ពី ៥០០ វដ្តនៅ ៥C និង ៦០°C។ x x x x លទ្ធផល ការសំយោគបាល់ក្រាហ្វែន ដើម្បីសំយោគបាល់ក្រាហ្វែនដូចគ្រាប់ពោត យើងបានបង្កើតដំណើរការនៃការដាក់ស្រទាប់ដោយប្រើឧស្ម័នគីមី (CVD) សម្រាប់ការលូតលាស់ក្រាហ្វែន។ ឧស្ម័ន CH₄ ត្រូវបានបញ្ជូនទៅក្នុងឡនៅសីតុណ្ហភាព ១០០០°C ដោយមានវត្តមានភាគល្អិតស៊ីលីកូនឌីអុកស៉ីត (SiO₂) ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត ២០-៣០ nm ។ នៅសីតុណ្ហភាពនេះ CH₄ ត្រូវបានបំបែកដើម្បីបង្កើតអ៊ីដ្រូសែនអាតូម ដែលបន្ទាប់មកអាចកាត់បន្ថយ SiO₂ ទៅជា SiO ( < 2) ។ OH⁻ ក៏ត្រូវបានផលិតក្នុងពេលដំណាលគ្នាដោយប្រតិកម្មដូចខាងក្រោម: x x លក្ខណៈពិសេសសំខាន់នៅក្នុងប្រតិកម្មនេះគឺថា SiO ដែលបានផលិតផ្តល់នូវកន្លែងកាតាលីទិកសម្រាប់ការលូតលាស់ក្រាហ្វែន ហើយ OH⁻ បម្រើជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មស្រាល ដើម្បីសម្រួលដល់ការបង្កើតកាបូនក្រាហ្វីតឆ្ពោះទៅរកក្រាហ្វែន , ។ តួនាទីរបស់ភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មស្រាលលើការបង្កើតកាបូនក្រាហ្វីតត្រូវបានពន្យល់យ៉ាងលម្អិតនាពេលថ្មីៗនេះ ក្នុងលក្ខណៈមួយដែលថា បើគ្មានភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មស្រាល ការបង្កើតកាបូន amorphous គឺមានច្រើនជាង។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្នុងករណីមានភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មស្រាល វាត្រូវបានគេរកឃើញថាប្រតិកម្មឆ្ពោះទៅរកការបង្កើត CO ឬ CO₂ គឺមានអត្ថប្រយោជន៍សម្រាប់អាតូមកាបូនដែលបើមិនដូច្នោះទេនឹងវិវត្តទៅជាកាបូន amorphous ។ តាមការពិត ការលូតលាស់ក្រាហ្វែនដោយងាយដោយប្រើកាតាលីតលោហធាតុត្រូវបានគេដឹងថាមានលក្ខណៈស្រដៀងគ្នា , , ដែលអុកស៊ីเจนដែលនៅសល់នៅលើផ្ទៃលោហធាតុនាំឱ្យមានប្រតិកម្មលេចធ្លោឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតកាបូនក្រាហ្វីត។ ការមានវត្តមានរបស់ភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មស្រាលការពារការបង្កើតស្រទាប់ស៊ីលីកូនកាប៉ូណាត (SiC) នៅលើផ្ទៃ SiO ដោយសារតែភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មការពារការកាត់បន្ថយ Si ទៅជាការបង្កើត SiC ។ x 14 15 16 17 18 19 x 19 នៅក្នុងគ្រោងការណ៍ប្រតិកម្មរបស់យើងដែលផ្អែកលើការប្រើប្រាស់ CH₄ តែមួយគត់ នៅសីតុណ្ហភាពក្រោម ៩០០°C ក្រាហ្វែនស្ទើរតែមិនលូតលាស់។ ផ្ទុយទៅវិញ នៅសីតុណ្ហភាព ១០៥០°C និងខ្ពស់ជាងនេះ ការលូតលាស់ក្រាហ្វែនបានក្លាយជាលឿនពេកឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតក្រាហ្វাইট (រូបភាពបន្ថែម ) ។គួរឱ្យកត់សម្គាល់ សីតុណ្ហភាពលូតលាស់ ១០០០°C គឺទាបជាងសីតុណ្ហភាព (១១០០–១៤០០°C) ដែលជាធម្មតាត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការលូតលាស់ក្រាហ្វែនដោយផ្អែកលើ CVD ដែលមានលក្ខណៈជាស្រទាប់ស៊ីលីកូន (Si) និងស៊ីលីកូនអុកស៉ីត (SiO₂) ដោយគ្មានកាតាលីតលោហធាតុ , , ។ តួនាទីដ៏សំខាន់នៃបរិស្ថានលូតលាស់ត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការពិសោធន៍ត្រួតពិនិត្យ (រូបភាពបន្ថែម ); តាមរយៈដំណើរការ CVD ប្រពៃណីដោយប្រើកាតាលីតលោហធាតុ CH₄ និង H₂ ត្រូវបានបញ្ជូនក្នុងសមាមាត្រលំហូរបរិមាត្រ 3:7 នៅ ១០០០°C ។ ដោយសារការបំបែក CH₄ ត្រូវបានរារាំងដោយបរិមាណ H₂ ច្រើន ការលូតលាស់ក្រាហ្វែនពិតជាយឺតណាស់ ដោយបង្ហាញពីសារៈសំខាន់នៃការប្រើប្រាស់ CH₄ តែមួយគត់លើការលូតលាស់ក្រាហ្វែនប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៅក្នុងពិធីសារសំយោគរបស់យើង។ សរុបមក ការជ្រើសរើសសារធាតុប្រតិកម្ម និងសីតុណ្ហភាពប្រតិកម្មក្នុងគ្រោងការណ៍ប្រតិកម្មបច្ចុប្បន្ន គឺខុសពីលក្ខណៈដែលបានរាយការណ៍ពីមុនដោយផ្អែកលើ CVD ដែលប្រើកាតាលីតលោហធាតុ ហើយដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការផលិតការប្រមូលផ្តុំក្រាហ្វែន–SiO ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធបីវិមាត្រ។ 1 20 21 22 2 x ស៊េរីនៃការវិភាគដោយកញ្ចក់អេឡិចត្រូនិច កាំរស្មីអេច (SEM) (រូបភាពបន្ថែម ) និងកញ្ចក់អេឡិចត្រូនិចបញ្ជូន (TEM) (រូបភាព ) ដែលបានអនុវត្តក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ CVD បង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរក្នុងការលូតលាស់ និងរូបរាងក្រាហ្វែន។ បន្ទាប់ពី 5 នាទីនៃដំណើរការ CVD ស្រទាប់ក្រាហ្វែនដែលមានកម្រាស់ ២-៣ ស្រទាប់ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញយ៉ាងព្រិលៗតាមផ្ទៃ SiO₂ (រូបភាព , e) ដោយមានពណ៌ម្សៅប្រែទៅជាខ្មៅ (រូបភាពបន្ថែម ) ។ ការលូតលាស់ក្រាហ្វែនបានលេចធ្លោជាងបន្ទាប់ពី 30 នាទីនៃដំណើរការ CVD ដែលរូបរាងផ្ទៃបីវិមាត្រអាចមើលឃើញយ៉ាងច្បាស់ (រូបភាព , f) ។ រូបភាព TEM ដែលមានការពង្រីកខ្ពស់ (រូបភាព ) បានចាប់យករូបរាងអាតូមិចនៃរាងប្រាំមួយជ្រុងក្នុងផ្នែកមួយនៃក្រាហ្វែន ដែលបង្ហាញពីផ្ទៃមូលដ្ឋានរបស់វា។ បន្ទាប់ពី 30 នាទី វាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញផងដែរថាទំហំនៃភាគល្អិត SiO₂ បានថយចុះពីមធ្យម 28.2 ទៅ 15.3 nm (រូបភាពបន្ថែម ) ។ នេះបានកើតឡើងដោយសារតែការលូតលាស់ក្រាហ្វែនពាក់ព័ន្ធនឹងការកាត់បន្ថយ SiO₂ ដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ និងការបង្កើត OH⁻ បន្តបន្ទាប់។ ហេតុដូច្នេះហើយ ការលូតលាស់ក្រាហ្វែនដោយរួមបញ្ចូលគឺប្រៀបបានទៅនឹងគ្រាប់ពោតដែលកំពុងពង្រីកនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធបីវិមាត្រ ដោយចំណាយលើគ្រាប់ដើម (រូបភាព ) ។ 3a–f 1a–g 1b 3g 1c 1g 4 1h ការលូតលាស់ក្រាហ្វែនពីភាគល្អិតស៊ីលីកូនអុកស៉ីត (SiO2) ។ – ការវិភាគ TEM មុនពេលលូតលាស់ CVD បន្ទាប់ពីលូតលាស់ 5 នាទី និង បន្ទាប់ពីលូតលាស់ 30 នាទី (មាត្រដ្ឋានរូបភាព, 50 nm) ។ – រូបភាពដែលបានពង្រីកតាមលំដាប់ល េ (មាត្រដ្ឋានរូបភាព, 10 nm) ។ រូបភាពដែលមានការពង្រីកខ្ពស់ជាងនៃក្រាហ្វែនបន្ទាប់ពីលូតលាស់ 30 នាទី និងទិដ្ឋភាពកម្រិតអាតូមរបស់វាពីប្រអប់ពណ៌ស (ក្នុងប្រអប់) (មាត្រដ្ឋានរូបភាព, 2 nm) ។ ការបង្ហាញរូបភាពនៃលូតលាស់ក្រាហ្វែនដូចគ្រាប់ពោតពីភាគល្អិតស៊ីលីកូនអុកស៉ីត (SiO2) a c a b c d f g h ការលូតលាស់ក្រាហ្វែនត្រូវបានពន្យល់បន្ថែមដោយស៊េរីនៃការវិភាគបន្ថែម។ លទ្ធផលកាំរស្មីអេច (XRD) ដែលទទួលបានក្នុងអំឡុងពេលលូតលាស់បានបង្ហាញថា នៅពេលដែលដំណើរការ CVD កាន់តែរីកចម្រើន កំពូលនៅ ២ = 26.44° និង 44° ដែលត្រូវនឹងយន្តហោះ (002) និង (101) នៃក្រាហ្វাইট បានលូតលាស់ជាបន្តបន្ទាប់ (រូបភាព ) ដែលគាំទ្រម្តងទៀតនូវការបង្កើតកាបូនក្រាហ្វីត , , ។ ការលូតលាស់ក្រាហ្វែនក៏ត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងកំពូលនៅ 284.5 និង 291.5 eV នៅក្នុងសាខា C 1s នៃការវិភាគ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (រូបភាព ) , ។ កំពូលនៅ 284.5 eV ត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណទៅជាចំណង C–C និង C = C ដែលបានលេចឡើងយ៉ាងเด่นชัดបន្ទាប់ពី 30 នាទីនៃការលូតលាស់ ដោយសារតែការបង្កើតកាបូនក្រាហ្វីត។ កំពូល XPS ដែលរីកចម្រើននៅក្នុងសាខា Si 1s នៃការវិភាគ XPS (រូបភាព ) បញ្ជាក់ឡើងវិញ ពីការកាត់បន្ថយ SiO₂ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ CVD ។ ជាមួយនឹងរយៈពេលលូតលាស់ដែលកើនឡើង កំពូលជិត 103 eV បានផ្លាស់ប្តូរទៅថាមពលចងទាបជាង ដោយសារតែស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មរបស់ Si ថយចុះ។ ដោយផ្អែកលើវត្តមាន និងភាពខ្លាំងនៃសញ្ញាកាបូនក្នុងការធ្វើផែនទីវិទ្យុសកម្មអេច (EDX) (រូបភាព ) វាត្រូវបានគេរកឃើញថា សូម្បីតែបន្ទាប់ពី 5 នាទី ការលូតលាស់ក្រាហ្វែនបានកើតឡើងតាមផ្ទៃ SiO ហើយបន្ទាប់ពី 30 នាទី ការលូតលាស់បានរីករាលដាលពេញផ្ទៃរូបភាព ខណៈពេលដែល Si និង O នៅតែចែកចាយឯកសណ្ឋាន។ មាតិកាទម្ងន់របស់ក្រាហ្វែន និងលទ្ធផលនៃការវិភាគ Raman, area ផ្ទៃជាក់លាក់ និងភាពចម្លងចរន្តអគ្គិសនីរបស់ GB នៅពេល CVD លូតលាស់ខុសៗគ្នាត្រូវបានសង្ខេបក្នុងតារាង ។ ចំពោះ area ផ្ទៃជាក់លាក់ ការថយចុះរបស់វាជាមួយនឹងរយៈពេលប្រតិកម្មដែលកើនឡើងត្រូវបានចាត់ទុកថាបណ្តាលមកពីការរីកចម្រើននៃក្រាហ្វែនក្នុងអំឡុងពេលដែលស្រទាប់ក្រាហ្វែនត្រូវបានបញ្ចូលគ្នា និងតម្រៀប។ ការវិភាគលម្អិតដោយ Raman និង thermogravimetric (TG) ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពបន្ថែម ។ θ 2a 23 24 25 2b 22 23 2c 25 2d–g x 1 5 ការវិភាគបាល់ក្រាហ្វែនក្នុងអំឡុងពេលលូតលាស់របស់វា។ – ការត្រួតពិនិត្យការលូតលាស់ក្រាហ្វែនក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ CVD ដោយប្រើ XRD, XPS ក្នុងសាខា C 1s និង សាខា Si 2p XPS ។ – ការធ្វើផែនទីធាតុ EDX ទាក់ទងនឹង C, O និង Si បន្ទាប់ពី , 5 នាទី និង , 30 នាទីនៃការលូតលាស់ក្រាហ្វែនពី SiO₂ (មាត្រដ្ឋានរូបភាព, 50 nm) a c a b c d g d e f g ការដាក់ស្រទាប់បាល់ក្រាហ្វែនលើកាតូតដែលសម្បូរទៅដោយនីកែល ដោយសារតែលក្ខណៈរូបរាងជាស្រទាប់ស្តើងដូចអាតូម ក្រាហ្វែនត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាវត្ថុធាតុដ៏ល្អបំផុតមួយសម្រាប់ការដាក់ស្រទាប់ការពារផ្ទៃនៃវត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតកាតូតដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្នុងករណីនៃដំណើរការដំណោះស្រាយដែលគេស្គាល់ , , , ដោយផ្អែកលើវិធីសាស្ត្រ Hummer ការសម្រេចបាននូវការដាក់ស្រទាប់ឯកសណ្ឋានជាមួយនឹងមាតិកាក្រាហ្វែនមានកំណត់គឺពិបាក ដោយសារតែការកកកុញ ដែលកើតឡើងពីអន្តរកម្មអេឡិចត្រូនិចដ៏ខ្លាំងក្លារវាងស្រទាប់ក្រាហ្វែន។ ក្នុងការខិតខំប្រឹងប្រែងដើម្បីយកឈ្នះលើបញ្ហាកកកុញ វិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀត ដូចជាការកិនក្រាហ្វাইটដោយប្រើដំណើរការកិនបាល់ ត្រូវបានណែនាំ ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដំណើរការនេះជាធម្មតាមានល្បឿនយឺត (>6 ម៉ោង) ហើយកាន់តែសំខាន់ វាអាចធ្វើឱ្យខូចគុណភាពរចនាសម្ព័ន្ធនៃវត្ថុធាតុដើម។ គួរកត់សម្គាល់ផងដែរថា ការដាក់ស្រទាប់កាបូន amorphous ដោយ 26 27 28 29 30