摘要：利用可描述气-固转变的三模晶体相场模型,在原子尺度上研究了不同衬底条件下石墨烯结构的形核过程.结果表明：无论衬底存在与否,气态原子均是先聚集为无定形过渡态团簇,随着气态原子的不断堆积和固相团簇中原子位置的不断调整,过渡态团簇逐渐转变为有序的石墨烯晶核,在此过程中,五元环结构具有重要的过渡作用;石墨烯在结构匹配较好的衬底（如面心立方（face-centered cubic,FCC）结构（111）和（110））上生长时,可形成几乎没有结构缺陷单晶石墨烯岛;在无衬底或结构匹配性较差的衬底（如FCC结构（100）面）上生长时,形成的石墨烯岛结构缺陷和晶界较多,不利于高质量石墨烯的制备.

关键词：晶体相场模型 形核 石墨烯 金属衬底 

单位：西北工业大学; 凝固技术国家重点实验室; 西安710072; Max-Planck-Institut; fur; Eisenforschung; GmbH; Max-Planck-StraiBe; 1; D-40237; Dusseldorf; Germany