光电化学刻蚀方法去除SiC衬底外延石墨烯缓冲层及其表征

发布时间：2017-08-29 11:05

  本文关键词：光电化学刻蚀方法去除SiC衬底外延石墨烯缓冲层及其表征

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【摘要】：高温条件下裂解碳化硅(SiC)单晶,在直径5cm的4H-SiC(0001)面制备出单层石墨烯。利用光电化学刻蚀方法,使KOH刻蚀液与SiC发生反应,降低石墨烯与衬底之间的相互作用力,去掉原位生长过程中SiC衬底与石墨烯之间存在的缓冲层,获得准自由的双层石墨烯。首先通过对比不同的电流密度和光照强度,总结出电流密度为6mA·cm-2、紫外灯与样品间距为3cm时,石墨烯缓冲层的去除效率以及石墨烯质量皆为最佳。采用此优化后工艺处理的样品,拉曼光谱表明原位生长的缓冲层与衬底脱离,表现出准自由石墨烯的特性。X射线光电子能谱(XPS)C1s谱图中代表上层石墨烯与衬底Si悬键结合的S1、S2特征峰消失,即石墨烯缓冲层消失。通过分析刻蚀过程中的电化学曲线,提出了刻蚀过程的化学反应过程中的动态特性。
【作者单位】： 山东大学晶体材料国家重点实验室;
【关键词】： 石墨烯 合成 碳化硅 缓冲层 电化学 光化学
【基金】：国家自然科学基金项目(513230013) 山东大学自然科学专项(2014QY005)~~
【分类号】：TQ127.11
【正文快照】： 引言石墨烯是由碳原子以sp2轨道杂化形成的六角形蜂巢晶格的原子级二维晶体材料[1],自其2004年被成功制备以来,其在光学、电学、化学等领域的奇特性质不断被发现[2]。目前制备石墨烯的方法主要有机械剥离法、化学气相沉积(CVD)法、氧化还原法[3-5]和Si C热解法[6]。与前3种方

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