洁净石墨烯振子制备、特性与微吸附检测研究
发布时间：2022-07-29 21:20
石墨烯作为原子级厚度超轻薄材料,具有极高机械强度、优异的电学性能和超大比表面积,对环境物理参量涨落异常敏感,被学界称作“魔法材料”、“与生俱来的超灵敏感知材料”,为传感领域提供了新的基础材料方案。石墨烯振子微吸附检测是当前研究的前沿与热点。为提高石墨烯振子微吸附检测能力,本文针对高质量石墨烯振子制备难、微吸附谐振检测可能失效等问题,从洁净石墨烯振子制备和评估出发,应用1/f噪声理论,分析石墨烯1/f噪声特性,引入1/f噪声作为新的检测手段,提出基于1/f噪声的石墨烯振子微吸附检测技术和1/f噪声-谐振联合检测方法,解决谐振检测失效下吸附物检测问题。论文的主要研究内容包括:（1）石墨烯振子制备技术研究针对石墨烯振子制备效率低、成品率低等问题,基于LOR基底解理石墨烯振子制备工艺,设计了新的基于LOR基底CVD石墨烯振子制备工艺流程;提出了一种CVD石墨烯干法转移方法,通过控制黏贴与基底分离速度,实现了大面积CVD石墨烯和隔离散布CVD石墨烯的可控转移,分别适用于石墨烯振子规模化制备和实验室小批量制备;通过曝光显影试验优化了PMMA、LOR电子束曝光显影关键参数;结合Corbino石墨烯振...
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 文献综述
1.2.1 石墨烯基本特性方面
1.2.2 石墨烯振子微吸附检测方面
1.2.3 石墨烯噪声特性研究现状及应用方面
1.2.4 存在的问题分析
1.3 论文研究内容及组织结构
第二章 石墨烯振子制备技术研究
2.1 石墨烯振子制备工艺流程设计
2.1.1 基于LOR基底解理石墨烯振子制备工艺流程简介
2.1.2 基于LOR基底CVD石墨烯振子制备工艺流程
2.2 石墨烯振子制备关键技术研究
2.2.1 CVD石墨烯干法转移
2.2.2 PMMA/LOR显影曝光参数优化
2.3 石墨烯振子制备
2.3.1 Corbino石墨烯振子制备
2.3.2 带状石墨烯振子制备
2.4 本章小结
第三章 石墨烯振子清洁与洁净度评估
3.1 石墨烯振子过电流退火
3.1.1 石墨烯振子过电流退火清洁过程
3.1.2 石墨烯振子过电流退火结果分析
3.2 石墨烯掺杂机理分析及消除
3.2.1 石墨烯掺杂机理及异常电子掺杂现象分析
3.2.2 石墨烯振子掺杂演化与消除过程
3.3 石墨烯振子洁净度评估
3.3.1 基于弹道石墨烯理论电导模型的洁净度评估
3.3.2 基于电导-载流子浓度对数关系的洁净度评估
3.3.3 基于FP共振的洁净度评估
3.4 本章小结
第四章 石墨烯振子微吸附检测失效问题分析
4.1 石墨烯振子微吸附分布问题
4.2 Corbino石墨烯振子微吸附频移特性理论研究
4.2.1 Corbino石墨烯振子动力学模型与谐振特性分析
4.2.2 Corbino石墨烯振子微吸附谐振检测失效分析
4.3 Corbino石墨烯振子微吸附检测失效仿真分析
4.3.1 微吸附质量大小对频响特性影响分析
4.3.2 微吸附分布频移特性与谐振检测失效分析
4.4 本章小结
第五章 石墨烯1/f噪声特性研究
5.1 石墨烯1/f噪声机理分析
5.1.1 基于随机隧穿的石墨烯载流子数涨落噪声机理分析
5.1.2 基于散射截面随机跃迁的石墨烯迁移率涨落噪声机理分析
5.2 石墨烯/h-BN隧穿晶体管1/f噪声特性研究
5.2.1 石墨烯/h-BN隧穿晶体管1/f噪声检测原理
5.2.2 石墨烯/h-BN隧穿晶体管制备
5.2.3 石墨烯/h-BN隧穿晶体噪声特性研究
5.3 洁净悬浮石墨烯本征1/f噪声特性研究
5.3.1 洁净悬浮石墨烯本征1/f噪声检验
5.3.2 洁净悬浮石墨烯本征1/f噪声特性研究
5.4 本章小结
第六章 石墨烯振子微吸附1/f噪声-谐振检测技术研究
6.1 基于1/f噪声的石墨烯振子微吸附检测
6.1.1 基于1/f噪声的石墨烯振子微吸附检测方法
6.1.2 基于1/f噪声的石墨烯振子微吸附检测实验与分析
6.2 石墨烯振子微吸附1/f噪声-谐振联合检测
6.2.1 石墨烯表面微吸附1/f噪声-谐振联合检测方法
6.2.2 石墨烯振子谐振检测研究
6.2.3 Corbino石墨烯振子微吸附1/f噪声-谐振联合检测实验
6.3 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 研究结论
7.2 研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属薄膜电迁移1/f噪声与1/f~2噪声统一模型[J]. 杜磊,庄奕琪,薛丽君. 物理学报. 2002(12)
[2]1/f噪声之谜[J]. 庄奕琪,马中发,杜磊. 世界科技研究与发展. 1999(04)
博士论文
[1]石墨烯纳米谐振器中的非线性振动及其对电输运性质的影响[D]. 王宜森.兰州大学 2018
[2]广义纳米光机械系统的光学传播特性及其应用[D]. 李金金.上海交通大学 2012
[3]超深亚微米MOS器件RTS噪声研究[D]. 鲍立.西安电子科技大学 2008
硕士论文
[1]石墨烯纳机电谐振器初始张力的分子动力学研究[D]. 孟晓洁.西安电子科技大学 2015
本文编号：3667205
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 文献综述
1.2.1 石墨烯基本特性方面
1.2.2 石墨烯振子微吸附检测方面
1.2.3 石墨烯噪声特性研究现状及应用方面
1.2.4 存在的问题分析
1.3 论文研究内容及组织结构
第二章 石墨烯振子制备技术研究
2.1 石墨烯振子制备工艺流程设计
2.1.1 基于LOR基底解理石墨烯振子制备工艺流程简介
2.1.2 基于LOR基底CVD石墨烯振子制备工艺流程
2.2 石墨烯振子制备关键技术研究
2.2.1 CVD石墨烯干法转移
2.2.2 PMMA/LOR显影曝光参数优化
2.3 石墨烯振子制备
2.3.1 Corbino石墨烯振子制备
2.3.2 带状石墨烯振子制备
2.4 本章小结
第三章 石墨烯振子清洁与洁净度评估
3.1 石墨烯振子过电流退火
3.1.1 石墨烯振子过电流退火清洁过程
3.1.2 石墨烯振子过电流退火结果分析
3.2 石墨烯掺杂机理分析及消除
3.2.1 石墨烯掺杂机理及异常电子掺杂现象分析
3.2.2 石墨烯振子掺杂演化与消除过程
3.3 石墨烯振子洁净度评估
3.3.1 基于弹道石墨烯理论电导模型的洁净度评估
3.3.2 基于电导-载流子浓度对数关系的洁净度评估
3.3.3 基于FP共振的洁净度评估
3.4 本章小结
第四章 石墨烯振子微吸附检测失效问题分析
4.1 石墨烯振子微吸附分布问题
4.2 Corbino石墨烯振子微吸附频移特性理论研究
4.2.1 Corbino石墨烯振子动力学模型与谐振特性分析
4.2.2 Corbino石墨烯振子微吸附谐振检测失效分析
4.3 Corbino石墨烯振子微吸附检测失效仿真分析
4.3.1 微吸附质量大小对频响特性影响分析
4.3.2 微吸附分布频移特性与谐振检测失效分析
4.4 本章小结
第五章 石墨烯1/f噪声特性研究
5.1 石墨烯1/f噪声机理分析
5.1.1 基于随机隧穿的石墨烯载流子数涨落噪声机理分析
5.1.2 基于散射截面随机跃迁的石墨烯迁移率涨落噪声机理分析
5.2 石墨烯/h-BN隧穿晶体管1/f噪声特性研究
5.2.1 石墨烯/h-BN隧穿晶体管1/f噪声检测原理
5.2.2 石墨烯/h-BN隧穿晶体管制备
5.2.3 石墨烯/h-BN隧穿晶体噪声特性研究
5.3 洁净悬浮石墨烯本征1/f噪声特性研究
5.3.1 洁净悬浮石墨烯本征1/f噪声检验
5.3.2 洁净悬浮石墨烯本征1/f噪声特性研究
5.4 本章小结
第六章 石墨烯振子微吸附1/f噪声-谐振检测技术研究
6.1 基于1/f噪声的石墨烯振子微吸附检测
6.1.1 基于1/f噪声的石墨烯振子微吸附检测方法
6.1.2 基于1/f噪声的石墨烯振子微吸附检测实验与分析
6.2 石墨烯振子微吸附1/f噪声-谐振联合检测
6.2.1 石墨烯表面微吸附1/f噪声-谐振联合检测方法
6.2.2 石墨烯振子谐振检测研究
6.2.3 Corbino石墨烯振子微吸附1/f噪声-谐振联合检测实验
6.3 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 研究结论
7.2 研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属薄膜电迁移1/f噪声与1/f~2噪声统一模型[J]. 杜磊,庄奕琪,薛丽君. 物理学报. 2002(12)
[2]1/f噪声之谜[J]. 庄奕琪,马中发,杜磊. 世界科技研究与发展. 1999(04)
博士论文
[1]石墨烯纳米谐振器中的非线性振动及其对电输运性质的影响[D]. 王宜森.兰州大学 2018
[2]广义纳米光机械系统的光学传播特性及其应用[D]. 李金金.上海交通大学 2012
[3]超深亚微米MOS器件RTS噪声研究[D]. 鲍立.西安电子科技大学 2008
硕士论文
[1]石墨烯纳机电谐振器初始张力的分子动力学研究[D]. 孟晓洁.西安电子科技大学 2015
本文编号：3667205
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3667205.html
教材专著
