فيلم نانوورق هاي گرافني به روش رسوب پلاسماي الكتروليتي

Graphene nanosheets film by plasma electrolysis deposition

در اين پژوهش روش پلاسماي الكتروليتي به عنوان يكي از جديدترين فرايندهاي پوشش دهي سطح براي ايجاد پوشش نانو ورق گرافني بر زيرلايه نيكل مورد مطالعه قرار گرفت. در اين روش با اعمال ولتاژ بالا بين دو الكترود با نسبت سطح متفاوت در محلول، پلاسما در اطراف كاتد ايجاد مي شود و در يك مرحله و در مدت زمان بسيار كوتاه در فشار اتمسفر، نانو ورق گرافن از الكتروليت حاوي اتانول به عنوان پيش ماده كربني، تهيه شده و بر زيرلايه نيكل رسوب مي كند. كيفيت اين پوشش با استفاده از طيف سنجي رامان و تصوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري مورد بررسي قرار گرفته است. شدت و محل باندها در طيف رامان، ايجاد پوششي از نانو ورق هاي گرافن توربواستراتيك با حداكثر 10 لايه را تاييد مي كند. افزايش در زمان فرايند، منجر به افزايش محدودي در تعداد لايه هاي گرافني و كاهش در عيوب ساختاري آن ها مي شود. هم چنين در بررسي تاثير طول موج ليزر تهييج رامان بر شدت و مكان باندهاي مشاهده شده در طيف رامان اين نمونه ها، با استفاده از رامان با دو طول موج ليزرnm 633 و nm 785 افزايش در شدت پراكندگي باندهاي مرتبه اول رامان، مانند باندهاي D و G و كاهش در شدت پراكندگي مرتبه دوم، مانند باندهاي 2D و D'' مشاهده شد.

In this research، cathodic plasma electrolysis، as a novel surface coating process، was studied for formation of graphene nano-sheets coating on nickel surface. In this process، the plasma is formed around the cathode by application of high voltage between two electrodes with different surface area and graphene nano-sheet produced from electrolyte contain ethanol as carbon precursor and deposited on substrate by formation of plasma at atmosphere pressure in one step and short time. The quality of coating is studied by using Raman spectroscopy and scanning electron microscopy. The intensity and the position of Raman spectrum bands confirm formation of turbostratic graphene nano-sheets with maximum 10 layers on surface. An increase of process time cause to a slightly increase in thickness at graphene layers and a reduction at structural defects of layers. The effect of laser wavelengths on Raman spectrum by using 633 and 785 nm laser were shown an increase at firs order scattering، D and G and a reduction at second order scattering، 2D and D'' bands intensity.