石墨烯的化学气相沉积法合成研究

发布时间：2022-01-12 21:56

　　石墨烯,一种由单层sp2杂化的碳原子构成的稳定的二维材料,由于其在电子学、光学和光电子领域的应用潜力而吸引了广泛的关注。高质量石墨烯的低成本合成是实现石墨烯广泛应用的基础和关键之所在。到目前为止,化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition,CVD）被普遍认为是低成本合成大面积高质量石墨烯的有效方法之一,其中,CVD生长的石墨烯质量和性能其中,CVD跟生长条件密切相关,如基底、碳源、温度、压力等。在本论文中,我们针对石墨烯的可控CVD生长问题,探索了不同生长条件对石墨烯的形貌、微观结构、光学性能和电学性能等方面影响,主要内容包括以下三个方面：1.采用液态环己烷为前驱体,通过低压CVD方法,在一种新型三元合金（Cu2NiZn）表面生长出了具有优异电学和光学性能的高质量单层石墨烯。拉曼光谱（Raman）、拉曼mapping、原子力显微镜（AFM）、透射电子显微镜（TEM）和可见光透过率光谱等表征结果表明,相对于铜和铜镍合金基底,三元合金Cu2NiZn表面合成的石墨烯具有更好的形貌均匀度、单层性和更高的光学透过率。通过微纳加工手段在不同基底生长的石墨烯上制作了背栅场效应... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图４．３单晶石墨巧的ＳＥＭ图像??４．?３．?３拉曼光谱??图４．２ｂ中的样品的拉曼光谱结果如图４．４所示，激光波长为５３２ｎｍ

１０００°Ｃ下生长出的石墨稀薄膜层数也非常厚，推测常压下生长的石墨烁会有多??层化的趋势。??此外，我们发现在某些单晶表面上会生长新的单晶，如图４．５ａ所示，最底??下一整层（位置１所在的那层）均为石墨蹄，然后在单晶表面上有好几层单晶堆??查生长（单晶２，３，４，５）．这５个单晶表面的拉曼光谱如图４．化，可Ｗ看到，最底??下一层的单晶石墨締（单晶１）的２Ｄ峰比Ｇ峰高不少，为单层石墨贿，而其他??四个单晶的拉曼谱均表现出了多层石墨巧的特性，并且从下往上（从２到５）Ｉｇ／Ｉ２ｄ??逐渐增大，很显然，这与越往上单晶层数越多的事实相吻合。??■萨＼，理?ＬＪ?Ｊ??野，?誦暑???＇，?Ｗ?一！?＾??

?‘??在生长出了不同尺寸的单晶后，我们忽然想到，单晶的大小对载流子迁移率??和面电阻有何影响？为了弄清这个问题，我们将其制作成了背栅巧Ｔ?（图４．?７ａ）??（方法见第二章），在真空的探针台内进行了测试。??（？）??紙?Ｉ—???Ｊ?Ｖ＊－２Ｖ??？Ｗ．?＾?０Ｗ４?？心一巧种’仇??－?＼??２，ｗ＂．?＼??－４＊〇〇１?？?－１０?—?＼??Ｗ?．?＾?Ｓ?‘ｗ．?＼??Ｊｒ?－＊－３０?Ｍｉｌ，．?、？??－ＭＷ?■?夺??＂？■＇ＳＯ??４?？，?？?１?＞４？?＜Ｍ?？?？?４０?Ｍ??ｖ＊（Ｖ）?Ｖ．（Ｖ）??困４．７?３０ｊｉｍ单晶石里巧ＦＥＴ?（ａ）实物西（ｂ）输出曲线（ｃ）传输特性??图４．７ｂ显示的是尺寸３０＾ｕｎ的单晶石墨稀ＦＥＴ的１４：八＾１；输出曲线，在不同??的栅极电压（－５０－５０Ｖ）下，Ｉｄｓ和Ｖｄｓ保持着相对良好的线性关系，说明单晶和??金属电极之间的欧姆接触还不错。通过图４．７ｃ的传输曲线，我们计算出３（Ｈｉｍ单??晶的载流子浓度大约为６５５ｃｍ２／Ｖｓ

【参考文献】：
博士论文
[1]环己烷及其单烷基衍生物燃烧反应动力学的实验和模型研究[D]. 王占东.中国科学技术大学 2014
[2]石墨烯场效应晶体管的制备及其特性研究[D]. 冯婷婷.清华大学 2014
[3]碳化硅、蓝宝石与铜箔表面石墨烯的生长和表征研究[D]. 康朝阳.中国科学技术大学 2012



本文编号：3585512