石墨烯的特殊条件化学气相沉积技术及其在LED中的应用
发布时间：2021-08-26 14:47
近年来,作为一种已知最薄及机械强度最大的材料,石墨烯凭借着超高的电子迁移率、良好的导热性、高透光率等特点受到了各领域科研人员极大的关注。在所有制备石墨烯的方法中,化学气相沉积法（CVD）制备石墨烯简单易行,所得石墨烯质量高,面积大,目前已经成为制备高质量石墨烯的主要方法。然而,由于衬底材料熔点低和生长设备限制等原因,在常规的CVD法中,石墨烯的生长温度仅为1000℃,目前在超高温条件下生长CVD石墨烯的报道几乎没有,这阻碍了人们对石墨烯CVD生长机制的进一步理解,不利于石墨烯未来的研究和应用。此外,CVD石墨烯作为透明导电层（TCL）应用在GaN基LED的工业化生产中是石墨烯大规模应用的重要领域之一,这是由于CVD石墨烯能够在保持TCL性能的前提下克服传统ITO材料带来的大量缺陷,但是,CVD石墨烯的工业化应用仍面临着诸多问题,首先,为了避免金属衬底转移带来的非理想因素,只能采用直接生长的方式在GaN外延片表面生长石墨烯,而直接生长需要降低生长温度以保护GaN外延片不被破坏,同时GaN外延片表面的低催化性使石墨烯的生长变得更加困难;其次,为了降低生产成本,生长时间...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
石墨烯表面的起伏结构
图 1-2 石墨烯晶格结构示意图[18]Fig.1-2 Diagram of graphene lattice structure结构一般有两种形式，一种是 zigzag 结构，，即扶手椅型结构。具有锯齿型结构边缘的型，而扶手椅型结构的石墨烯则表现出金属米带）[19-21]。石墨烯也是形成其它碳材料的烯，卷曲形成一维碳纳米管，堆叠形成石墨
图 1-3 石墨烯是碳元素其它同素异形体的基本结构单元[10].1-3 Graphene is the basic structural unit of other allotrope carbon elem烯的能带结构是一种典型的零带隙半金属材料，具有远高于其它材料的特点与石墨烯独特的能带结构密不可分[17]。石墨烯的能带计算得出，如图 1-4 所示，可以看出石墨烯的导带和价带交，在这些点附近，色散关系为线性，且关于能量为零的这些点处不连续，二阶导数无穷大，电子有效质量为零，应的狄拉克方程来描述这些电子，经计算后发现电子和空的无质量的两种状态的电子等效，因此把这些相交的点处克费米子，这些点称为狄拉克点（Diracpoint）。由于狄拉子隧穿效应，石墨烯中的电子和空穴具有更长的自由程，
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Mini Review: Can Graphene Be a Novel Material for Perovskite Solar Cell Applications?[J]. Eng Liang Lim,Chi Chin Yap,Mohammad Hafizuddin Hj Jumali,Mohd Asri Mat Teridi,Chin Hoong Teh. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[2]Simulation on effect of metal/graphene hybrid transparent electrode on characteristics of GaN light emitting diodes[J]. 钱明灿,张淑芳,罗海军,龙兴明,吴芳,方亮,魏大鹏,孟凡明,胡宝山. Chinese Physics B. 2017(10)
[3]空间太阳电池玻璃盖板表面超薄ITO防静电层的设计及制备工艺[J]. 金鹤,周灵平,朱家俊,符立才,杨武霖,李德意. 材料导报. 2017(17)
[4]化学气相沉积生长石墨烯薄膜转移方法及转移用支撑材料的研究进展[J]. 蔡伟,王聪,方小红,陈小源,杨立友. 机械工程材料. 2015(11)
[5]大面积石墨烯薄膜转移技术研究进展[J]. 陈牧,颜悦,张晓锋,刘伟明,周辰,郭志强,望咏林,厉蕾,张官理. 航空材料学报. 2015(02)
[6]ITO退火对GaN基LED电学特性的影响[J]. 刘建朋,朱彦旭,郭伟玲,闫微微,吴国庆. 物理学报. 2012(13)
[7]Cu上石墨烯的化学气相沉积法生长研究[J]. 师小萍,于广辉,王斌,吴渊文. 功能材料与器件学报. 2011(05)
[8]石墨烯的氧化还原法制备及结构表征[J]. 杨勇辉,孙红娟,彭同江. 无机化学学报. 2010(11)
[9]石墨烯的制备与表征[J]. 马文石,周俊文,程顺喜. 高校化学工程学报. 2010(04)
[10]固态照明光源的基石——氮化镓基白光发光二极管[J]. 张国义,陈志忠. 物理. 2004(11)
博士论文
[1]石墨烯的化学气相沉积及其在光电器件中的应用[D]. 许坤.北京工业大学 2015
[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
硕士论文
[1]石墨烯场效应晶体管的制备及性能研究[D]. 杨乐陶.山东大学 2016
本文编号：3364441
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
石墨烯表面的起伏结构
图 1-2 石墨烯晶格结构示意图[18]Fig.1-2 Diagram of graphene lattice structure结构一般有两种形式，一种是 zigzag 结构，，即扶手椅型结构。具有锯齿型结构边缘的型，而扶手椅型结构的石墨烯则表现出金属米带）[19-21]。石墨烯也是形成其它碳材料的烯，卷曲形成一维碳纳米管，堆叠形成石墨
图 1-3 石墨烯是碳元素其它同素异形体的基本结构单元[10].1-3 Graphene is the basic structural unit of other allotrope carbon elem烯的能带结构是一种典型的零带隙半金属材料，具有远高于其它材料的特点与石墨烯独特的能带结构密不可分[17]。石墨烯的能带计算得出，如图 1-4 所示，可以看出石墨烯的导带和价带交，在这些点附近，色散关系为线性，且关于能量为零的这些点处不连续，二阶导数无穷大，电子有效质量为零，应的狄拉克方程来描述这些电子，经计算后发现电子和空的无质量的两种状态的电子等效，因此把这些相交的点处克费米子，这些点称为狄拉克点（Diracpoint）。由于狄拉子隧穿效应，石墨烯中的电子和空穴具有更长的自由程，
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Mini Review: Can Graphene Be a Novel Material for Perovskite Solar Cell Applications?[J]. Eng Liang Lim,Chi Chin Yap,Mohammad Hafizuddin Hj Jumali,Mohd Asri Mat Teridi,Chin Hoong Teh. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[2]Simulation on effect of metal/graphene hybrid transparent electrode on characteristics of GaN light emitting diodes[J]. 钱明灿,张淑芳,罗海军,龙兴明,吴芳,方亮,魏大鹏,孟凡明,胡宝山. Chinese Physics B. 2017(10)
[3]空间太阳电池玻璃盖板表面超薄ITO防静电层的设计及制备工艺[J]. 金鹤,周灵平,朱家俊,符立才,杨武霖,李德意. 材料导报. 2017(17)
[4]化学气相沉积生长石墨烯薄膜转移方法及转移用支撑材料的研究进展[J]. 蔡伟,王聪,方小红,陈小源,杨立友. 机械工程材料. 2015(11)
[5]大面积石墨烯薄膜转移技术研究进展[J]. 陈牧,颜悦,张晓锋,刘伟明,周辰,郭志强,望咏林,厉蕾,张官理. 航空材料学报. 2015(02)
[6]ITO退火对GaN基LED电学特性的影响[J]. 刘建朋,朱彦旭,郭伟玲,闫微微,吴国庆. 物理学报. 2012(13)
[7]Cu上石墨烯的化学气相沉积法生长研究[J]. 师小萍,于广辉,王斌,吴渊文. 功能材料与器件学报. 2011(05)
[8]石墨烯的氧化还原法制备及结构表征[J]. 杨勇辉,孙红娟,彭同江. 无机化学学报. 2010(11)
[9]石墨烯的制备与表征[J]. 马文石,周俊文,程顺喜. 高校化学工程学报. 2010(04)
[10]固态照明光源的基石——氮化镓基白光发光二极管[J]. 张国义,陈志忠. 物理. 2004(11)
博士论文
[1]石墨烯的化学气相沉积及其在光电器件中的应用[D]. 许坤.北京工业大学 2015
[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
硕士论文
[1]石墨烯场效应晶体管的制备及性能研究[D]. 杨乐陶.山东大学 2016
本文编号：3364441
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