Prekursory węgla, chemicznie osadzane z fazy gazowej (CVD, chemical vapor deposition) na podłożach miedzianych (Cu) w temperaturach przekraczających 1000°C, stanowią obecnie standardową metodę przemysłową służącą do otrzymywania dużych powierzchni wysokiej jakości pojedynczej warstwy grafenu (SLG, single-layer graphene). Zastosowanie cząsteczek o wyższej reaktywności niż metan (CH₄) może pozwolić na obniżenie temperatury wzrostu, co z kolei może skutkować otrzymaniem grafenu wolnego od fałd i zmarszczek.

Kwestia kinetyki wzrostu grafenu przy użyciu innych węglowodorów niż metan interesuje zarówno środowiska naukowe, jak i przemysłowe. Zmierzyliśmy szybkości wzrostu zarodków grafenowych na foliach Cu(111), stosując jako prekursory C₂H₂, C₂H₄, C₂H₆ oraz CH₄ (każdy w mieszaninie z wodorem, H₂). Na podstawie uzyskanych danych kinetycznych wyznaczono entalpię aktywacji wzrostu grafenu (ΔH≠) dla poszczególnych związków: C₂H₂ (0,93 ± 0,09 eV); C₂H₄ (2,05 ± 0,19 eV); C₂H₆ (2,50 ± 0,11 eV); CH₄ (4,59 ± 0,26 eV). Węglowodory z grupy C₂Hy (gdzie y = 2, 4, 6) wykazują podobne zachowanie wzrostowe, natomiast metan wykazuje odmienną charakterystykę.

Symulacje z użyciem obliczeniowej mechaniki płynów (CFD, computational fluid dynamics) i teorii funkcjonału gęstości (DFT, density functional theory) sugerują, że różnice między C₂Hy a CH₄ wynikają z odmiennych wartości energii adsorpcji oraz czasu życia odpowiednich prekursorów węgla na powierzchni Cu(111). Łącząc wyniki eksperymentalne i symulacyjne, stwierdzono, że etapem ograniczającym szybkość wzrostu (RDS, rate-determining step) w przypadku CH₄ jest dysocjacja pierwszego wiązania C–H w fazie gazowej. Natomiast dla C₂Hy etapem ograniczającym jest pierwsze odłączenie wodoru od zaadsorbowanej cząsteczki, zachodzące przy udziale atomów wodoru zaadsorbowanych na powierzchni Cu(111).

Stosując acetylen (C₂H₂) jako prekursor węgla, udało się otrzymać wysokiej jakości monokrystaliczne warstwy SLG, pozbawione dodatkowych warstw (adlayer-free), na foliach Cu(111) w temperaturze 900°C.