石墨烯的化学气相沉积法制备

发布时间：2017-05-23 07:08

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【摘要】：石墨烯是由碳六元环形成的二维蜂窝状晶格结构,只有一个碳原子的厚度,是第一种真正意义上的二维材料。石墨烯独特的结构使其具有一些优异的物理和化学性能,例如石墨烯强度非常大,柔韧性很强,导电性能极好,电子迁移率很大,杨氏模量也比较大,这就使得石墨烯在纳米电子器件、超级计算机、太阳能电池、透明电极等的应用方面具有极高的应用价值。但是所有这一切的前提是需要大规模制备出优质的石墨烯。目前,石墨烯制备方法已有很多,但是要想实现石墨烯的工业化生产,就必须针对不同的应用实现石墨烯的大规模、高质量、可调控生长。通过石墨烯常用的几种制备方法相比较,我们发现化学气相沉积法(CVD)是最有可能实现这一要求的方法。 本论文采用化学气相沉积法,以乙炔为碳源,分别在镍衬底和铜衬底上制备石墨烯,研究两种不同衬底制备石墨烯的优缺点。用拉曼光谱对所得的石墨烯样品进行表征,实验结果表明镍衬底上生长的石墨烯样品质量比铜衬底上的样品质量好。结合镍、铜两种衬底的生长机制对该结果分析讨论,我们得出结论：镍衬底上生长石墨烯比较容易,但是质量不高；铜衬底上生长石墨烯质量比较好,但是生长条件比较严苛,难以达到。 我们又以镍箔为衬底,以乙炔为碳源,同样采用CVD法生长石墨烯,研究了生长时间对石墨烯质量的影响。通过调节生长时间,得到了生长时间不同的两块石墨烯样品。采用拉曼光谱和扫描电子显微镜对石墨烯样品进行表征,经过对比发现,石墨烯样品的2D与G峰的积分强度比(I2D/IG)会随着石墨烯的层数的增加而变小；生长时间较短的有望得到大面积、高质量、少层数且分布均匀的石墨烯。
【关键词】：石墨烯 化学气相沉积法 拉曼光谱 扫描电子显微镜
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O613.71
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 石墨烯的发现9-13
• 1.2 石墨烯的性质13-15
• 1.2.1 力学性质13-14
• 1.2.2 热学性质14
• 1.2.3 光学性质14-15
• 1.2.4 电学性质15
• 1.3 石墨烯的应用前景15-17
• 1.4 石墨烯的制备方法17-23
• 1.4.1 微机械剥离法17-18
• 1.4.2 氧化还原法18-21
• 1.4.3 SiC外延生长法21
• 1.4.4 化学气相沉积法21-23
• 1.5 本课题的研究内容与研究意义23-24
• 第2章 石墨烯的实验原理和表征方法24-32
• 2.1 实验原理24
• 2.2 表征方法24-32
• 2.2.1 拉曼光谱测量25-29
• 2.2.2 扫描电子显微镜测量29-32
• 第3章 化学气相沉积法制备石墨烯32-46
• 3.1 引言32-33
• 3.2 实验装置33-34
• 3.3 实验34-44
• 3.3.1 镍膜和铜膜上生长石墨烯的对比研究35-41
• 3.3.1.1 实验过程35-36
• 3.3.1.2 实验结果与讨论36-41
• 3.3.2 镍箔上生长石墨烯的研究41-44
• 3.3.2.1 实验过程41-42
• 3.3.2.2 实验结果与讨论42-44
• 3.4 结论44-46
• 第4章 总结展望46-48
• 参考文献48-59
• 致谢59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 李旭;赵卫峰;陈国华;;石墨烯的制备与表征研究[J];材料导报;2008年08期

2 牛亮;张国玉;刘立伟;;磁控溅射镍膜催化生长石墨烯及迁移表征[J];材料导报;2010年S1期

3 顾冲,高光华,于养信,毛宗强;单壁碳纳米管吸附氢气的计算机模拟[J];高等学校化学学报;2001年06期

4 黄毅;陈永胜;;石墨烯的功能化及其相关应用[J];中国科学(B辑:化学);2009年09期

5 傅强;包信和;;石墨烯的化学研究进展[J];科学通报;2009年18期

6 林敬东,王欣莹,蔡云,陈鸿博,张鸿斌,廖代伟;碳纳米管的制备及其在催化中的应用[J];天然气化工;2001年05期

7 黄桂荣;陈建;;石墨烯的合成与应用[J];炭素技术;2009年01期

8 唐军;刘忠良;康朝阳;闫文盛;徐彭寿;潘海斌;韦世强;高玉强;徐现刚;;退火时间对6H-SiC(0001)表面外延石墨烯形貌和结构的影响[J];物理化学学报;2010年01期

9 杨全红;吕伟;杨永岗;王茂章;;自由态二维碳原子晶体—单层石墨烯[J];新型炭材料;2008年02期

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本文编号：387128