石墨烯/铜体系中氧的诱导成核及气体渗透行为研究

发布时间：2020-12-22 05:12

　　利用铜基底上化学气相沉积法已经可以获得高质量大尺寸的石墨烯薄膜,但是对于其成核生长的影响因素的研究,依然停留在对实验结果的反馈上。即使在相似的实验条件下,各个实验室合成的石墨烯差异依然非常巨大,说明真正影响石墨烯成核和生长动力学和热力学的因素依然没有被发现。另外一方面,已经有初步的研究证明反应体系中的微量氧元素对于石墨烯的合成会产生重大的影响,因此有必要重点考察氧元素对于石墨烯合成各个步骤的影响,建立石墨烯合成机理与氧分布及浓度的关联。石墨烯的抗渗透性能是石墨烯应用的一个重要方面。但是与理想的蜂窝状碳原子的平面排列相比,实际合成的石墨烯的抗渗透性能要下降很多。之前的工作会将其原因笼统地归结为石墨烯中缺陷的存在。但事实上,即使在合成的最高质量的石墨烯薄膜中其抗渗透性能也不是十分完美的。因此,有必要继续研究导致石墨烯抗渗透性能下降的因素。本论文首先制备了单晶石墨烯晶粒和连续的石墨烯薄膜。在石墨烯成核和生长过程中,重点考察了氧的作用。利用铜基底上石墨烯这个体系,接着考察了以氧为代表的气体渗透石墨烯的过程。论文的第一章简要介绍了石墨烯的基本概念及表征,制备方法,系统总结了铜基底上石墨烯合成过程... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：147 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２电子能带结构

０．３４ｎｍ，不同的基底上化会有所差别，一般在０．５ｎｍ－０．７ｎｍ之间，云母基底上可??Ｗ得到较为平整的石墨筛片层。扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）可Ｌ乂直接观察到石墨爾??中碳原子的排列，但是前提是样品表面需要非常的干净，无污染（图１．５）?［１２］。??５??

?近跑细?ｍｍｉＨＩＣＷＭｌＨＩ?Ｄｉｓｔａｎｃｅ?（Ａ－１）??图１．４透射电子显微镜（ＴＥＭ）判断石墨谣层数。（ａ）溶液法制备的双层石墨滿??的ＴＥＭ图像。标尺：５００ｎｍ。化）图（ａ）中黑包点（上图）和白色点（下图）的??电子衍射图像。（Ｃ）图化）中沿着１－２１０和－２１１０方向的衍射强度的变化［Ｕ］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｅｖｉｄｅｎｃｅ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｌａｙｅｒ?ｆｒｏｍ?ＴＥＭ．?（ａ）?Ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ??ｏｆ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ－ｃａｓｔ?ｂｉｌａｙｅｒ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?（ｓｃａｌｅ?ｂａｒ?５００?ｎｍ）．?（ｂ）?Ｅｌｅｃ化ｏｎ?ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｔｅｒｎｓ??ｔａｋｅｎ?ｆｒｏｍ?出ｅ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?ｏｆ?化ｅ?ｂｌａｃｋ?（ｕｐｐｅｒ）?ａｎｄ?ｗｈｈｅ?ｓｐｏｔｓ?（ｄｏｗｎ），?ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌ乂?ｏｆ??化ｅ?ｓｈｅｅｔ?ｓｈｏｗｎ?ｉｎ?ａ．?（ｃ）?Ｄｉｆｆｒａｃｔｅｄ?ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?１：ａｋｅ打?ａｌｏｎｇ?ｔｈｅ?１—２１０?化一２１１０?ａｘｉｓ?ｆｏｒ??ｔｈｅ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｓｈｏｗｎ?ｉｎ?ｂ，?ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ［ｌｌ］．??利用光学显微镜也可Ｗ对石墨巧的屆数进行判断，最早的二氧化珪基底上的??机械剥离的石墨婚片层就是通过光学显微镜来识别的。但是单一的光学显微镜无??法提供石墨雜的准确层数，需要预先建立石墨嫌层数和样品光学对比度的关系。??这种关系在不同的显微镜或者沉底的条件下都是不一致的，但是化是一种可Ｗ快??速发现样品并定位


本文编号：2931194