基于温和等离子体技术的石墨烯层数精确控制及其性质研究

发布时间：2021-05-24 12:08

　　石墨烯是sp²杂化的碳原子密堆形成的六边形蜂窝状结构的二维晶体材料,这种稳定的六边形结构使其具有优异的电子、光学和物理性质。自从英国曼彻斯特大学的Geim和Novoselov等人发现以来,石墨烯便引起了学术界和工业界的极大关注。它的独特性质使其在诸多领域具有巨大的应用潜力,对复合材料、微电子、储能、航天航空等产业都可能带来革命性的影响,石墨烯的制备和应用由此成为当下最受关注的研究话题之一。经过持续的努力和探索,人们已经掌握了数种不同的石墨烯制备方法,并基于此对石墨烯的性质和应用有了较深入的了解,但目前石墨烯的制备方法仍不完美,制约了石墨烯产业的蓬勃发展。本文主要介绍一种基于自主研发的非平行板式温和等离子体技术,对石墨烯样品进行处理,达到对石墨烯层数的精确控制,最终简便快捷地得到品质良好的薄层和单层石墨烯的方法,并对实验原理进行研究和分析。本文的主要研究内容归纳如下。1.介绍了目前实验室及工业上主要的几种制备石墨烯的方法,并对比分析了它们的优缺点;简单介绍了石墨烯的独特性质和应用,以及石墨烯层数判断的几种方法;重点介绍了等离子体放电原理以及本课题实验组自主研发的一种... 

【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 石墨烯的发现
    1.2 石墨烯的性质及应用
    1.3 石墨烯的制备方法
        1.3.1 微机械剥离法
        1.3.2 氧化还原法
        1.3.3 热分解碳化硅法
        1.3.4 化学气相沉积法
    1.4 石墨烯层数控制的研究及挑战
    1.5 论文主要内容及组织架构
第二章 非平行板式电容耦合温和等离子体技术
    2.1 引言
    2.2 等离子体原理
        2.2.1 等离子体的产生与形成
        2.2.2 等离子体放电模式
    2.3 非平行板式电容耦合等离子体
        2.3.1 温和等离子体原理与系统
        2.3.2 温和等离子体系统的先进性
    2.4 本章小结
第三章 温和等离子体及热退火对石墨烯的刻蚀研究
    3.1 引言
    3.2 实验流程
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 等离子体刻蚀流程
        3.2.3 热退火对石墨烯的影响
    3.3 石墨烯层数的判断方法
        3.3.1 光学显微镜
        3.3.2 拉曼光谱
        3.3.3 原子力显微镜
    3.4 实验参数对刻蚀效果的影响
        3.4.1 先驱气体
        3.4.2 温度
        3.4.3 等离子体功率密度
        3.4.4 刻蚀时间
    3.5 实验机理
        3.5.1 等离子体刻蚀机理
        3.5.2 热退火机理
    3.6 本章小结
第四章 石墨烯层数精确控制与表征
    4.1 引言
    4.2 快速模式刻蚀
    4.3 精细模式刻蚀
    4.4 基于精细模式刻蚀的石墨烯逐层刻蚀
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]容性耦合等离子体的均匀性研究[J]. 唐优青,丁可,郭颖,赵建钢.  真空科学与技术学报. 2014(09)
[2]石墨烯技术产业现状及发展建议[J]. 李汉清,刘振宇,赵霞.  情报探索. 2014(02)



本文编号：3204169