高熵合金基底CVD石墨烯生长规律及微观机理研究

发布时间：2023-02-27 21:18

　　石墨烯作为一种最近几年新兴起的材料,在理想状态下,石墨烯是只有一个原子层的二维材料,是由碳原子规则排列成正六边形的晶格构成的。自从2004年首次人工剥离制备出以来,其表现出的优异的光学性质,力学性质以及电学性质就立刻引发了广泛的关注。但是由于石墨烯的性能受到其质量的显著影响,因此以高效、可靠、可控制的方式制备出高质量的单层石墨烯是十分重要的,在众多的制备方法中,化学气相沉积方法(CVD)由于其可以通过对生长基底以及生长过程中各种参数进行精确的调控,从而在合成大面积,高质量的单层石墨烯薄膜的方向上展现出了巨大的潜力,然而在实际的生产中,这种方法制备出的石墨烯还存在着层数不均以及可重复性差等诸多的问题,而且使用传统的合金基底来生长石墨烯始终难以解决这些问题。因此本论文的研究目的在于深入分析石墨烯的生长机理,利用其机理来设计一种高熵合金作为石墨烯生长的新基底,研究高熵合金成分含量对石墨烯层数的影响,优化生长参数来制备高质量的单层石墨烯膜。本论文选用Cu Co Fe Ni Mn高熵合金作为石墨烯的生长基底,用化学气相沉积法来生长石墨烯,研究了碳源的分解、溶解、扩散以及偏析四个生长过程的具体情况...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景及研究的目的和意义
    1.2 石墨烯的结构与性能
        1.2.1 石墨烯的结构
        1.2.2 石墨烯的性能
    1.3 石墨烯的制备方法
        1.3.1 机械剥离法
        1.3.2 氧化还原法
        1.3.3 化学气相沉积法
        1.3.4 外延生长法
    1.4 石墨烯的研究进展
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及实验方法
    2.1 引言
    2.2 实验材料与设备仪器
    2.3 合金制备工艺方法
    2.4 基底的制备与预处理
    2.5 化学气相沉积法生长石墨烯
    2.6 石墨烯的表征与分析
        2.6.1 扫描电子显微镜分析
        2.6.2 原子力扫描探针显微镜分析
        2.6.3 拉曼光谱分析
第3章 高熵合金基底生长石墨烯的微观机理研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯的表面生长理论
        3.2.1 碳源的裂解
        3.2.2 石墨烯成核
        3.2.3 石墨烯长大与合并
    3.3 石墨烯的偏析生长理论
    3.4 高熵合金基底生长石墨烯的微观机理
        3.4.1 碳源的裂解反应速率
        3.4.2 碳在高熵合金基底中的溶解与扩散
        3.4.3 碳的降温偏析析出
        3.4.4 石墨烯褶皱的抑制
    3.5 本章小结
第4章 高熵合金基底CVD生长石墨烯及表征研究
    4.1 引言
    4.2 生长时间对石墨烯覆盖率的影响规律研究
    4.3 高熵合金成分含量对石墨烯生长质量的影响规律研究
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3751461