基于蓝宝石基体化学气相沉积石墨烯的制备研究

发布时间：2023-05-19 19:20

　　石墨烯是由单层或少层碳原子组成的具有二维平面结构的新材料,由于其具有优异的热力学、电学、光学等性能,使其成为当前材料研究的新热点。到目前为止,有许多方法来制备石墨烯,主要有机械剥离法、氧化还原法、化学气相沉积法等。石墨烯被在广泛的应用于场效应晶体管、传感器、超级电容器和金属基复合材料等领域。但是对于石墨烯在绝缘基体上的生长研究比较少,导致在很多领域限制了石墨烯的应用。本文采用化学气相沉积法,以CH₄为碳源气体,H₂为反应气体,Ar为载气,研究了在不同生长条件下在蓝宝石基体表面生长石墨烯的情况,并对H₂在蓝宝石基体表面的刻蚀情况进行了模拟研究。本论文的主要结论如下:1、研究了在1050℃-1300℃不同生长温度下,蓝宝石基体表面生长石墨烯的情况。结果发现:当生长温度低于1100℃时,没有石墨烯的生成;而当温度超过1100℃时,随着生长温度的升高,I_D/I_G由2.85减小到0.85,I_2D/I_G由0.06增大到0.58,表明石墨烯的生长质...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 石墨烯结构
    1.3 石墨烯性能
        1.3.1 石墨烯的光学性能
        1.3.2 石墨烯的热学性能
        1.3.3 石墨烯的力学性能
        1.3.4 石墨烯的电学性能
    1.4 石墨烯的应用
        1.4.1 传感器
        1.4.2 储能材料
        1.4.3 复合材料
    1.5 蓝宝石性能
    1.6 石墨烯制备方法
    1.7 本课题的意义及内容
        1.7.1 选题依据和意义
        1.7.2 课题的主要研究内容
第二章 石墨烯制备的实验材料及方案
    2.1 实验药品及材料
    2.2 CVD生长系统
    2.3 实验过程
    2.4 石墨烯的表征
第三章 石墨烯生长及机理研究
    3.0 引言
    3.1 生长温度对石墨烯的影响
    3.2 生长时间对石墨烯的影响
    3.3 CH₄流量对石墨烯的影响
    3.4 机理研究
第四章 H₂对蓝宝石基体表面刻蚀模拟及实验研究
    4.1 引言
    4.2 模拟软件
    4.3 蓝宝石基体模型的建立和优化
    4.4 刻蚀过程的模拟
    4.5 实验研究
第五章 结论及展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文及专利



本文编号：3819950