孙晓莉

本研究通过第一性原理计算与实验验证，系统揭示了乙炔和乙烯两种双碳源在 4H-SiC (0001) 与 (000-1) 面上直接催化生长石墨烯的机理。研究发现，两种分子均可在 SiC 表面发生强吸附和裂解反应，生成碳活性物种CHCH。进一步分析表明，CHCH物种在不同化学势条件下呈现出明显的晶面选择性成核行为：低化学势下更易在 (000-1) 面成核，高化学势下则偏向于 (0001) 面。实验结果进一步证实，乙炔作为碳源具有更优的生长速率，而乙烯作为碳源具有更优的生长质量。该研究深入揭示了碳源类型、反应路径与生长结果之间的关系，为可控合成高质量石墨烯提供了理论基础与实验支持。