具有多孔結(jié)構(gòu)的硅基材料在光學、電學、力學等方面具有許多優(yōu)良特性,自1956年被科學家發(fā)現(xiàn)后,在諸多領(lǐng)域(例如微電子器件)都有廣泛的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的發(fā)展,傳感器的尺寸減小到納米級,硅基材料在微納傳感器應(yīng)用方面遇到瓶頸。而石墨烯是當前科學界研究最火熱的材料之一,它優(yōu)異的物理性能使其成為微納器件潛在的基礎(chǔ)材料。基于石墨烯的微納傳感器已成功制備出,但石墨烯器件產(chǎn)業(yè)化依舊存在一定的難度:如石墨烯的大批量、高質(zhì)量生產(chǎn),襯底對石墨烯的影響等問題。本文基于電化學腐蝕加工技術(shù)及石墨烯轉(zhuǎn)移制備技術(shù),在單晶硅襯底上成功制備出多種新穎的石墨烯/多孔硅復合結(jié)構(gòu),并對其形成機理及性能進行較為深入的探討。本文的主要研究工作及創(chuàng)新點如下:(1)基于等離子體增強化學氣相沉積法、干法刻蝕技術(shù)及腐蝕基底法,在氮化硅襯底上制備出幾種不同表面織構(gòu)(孔陣列及溝道陣列),并將石墨烯轉(zhuǎn)移至多孔氮化硅表面。利用掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、拉曼光譜儀對石墨烯/多孔氮化硅復合材料進行表征和表面應(yīng)力特性研究。結(jié)果表明在石墨烯的2個特征峰中2D峰對應(yīng)變的產(chǎn)生更為敏感。通過對比發(fā)現(xiàn),相同粗糙度下不同形貌的襯底會導致石墨烯產(chǎn)生不一樣的拉伸應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 多孔硅及氮化硅的特性
    1.3 石墨烯的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
        1.3.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 石墨烯的性質(zhì)
    1.4 國內(nèi)外相關(guān)課題的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 襯底對石墨烯性能影響
        1.4.2 多孔硅光致發(fā)光研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文的研究內(nèi)容
第二章 實驗樣品的制備及表征方法
    2.1 硅基多孔結(jié)構(gòu)的制備
        2.1.1 多孔硅的制備方法
        2.1.2 多孔氮化硅的制備方法
    2.2 石墨烯制備方法
        2.2.1 CVD法制備石墨烯
    2.3 CVD石墨烯的轉(zhuǎn)移
    2.4 襯底的表征技術(shù)
        2.4.1 掃描電子顯微鏡
        2.4.2 原子力顯微鏡
    2.5 石墨烯及復合材料的表征
        2.5.1 石墨烯的Raman表征
        2.5.2 復合材料性能表征
    2.6 本章小結(jié)
第三章 界面形貌對多孔氮化硅/石墨烯復合材料力學性能影響
    3.1 引言
    3.2 實驗
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 樣品的形貌及表面粗糙度分析
        3.3.2 石墨烯拉曼性能分析
        3.3.3 界面形狀對石墨烯力學性能影響
        3.3.4 界面深度對石墨烯力學性能影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 石墨烯對多孔硅/石墨烯復合材料光學性能影響
    4.1 引言
    4.2 實驗
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 多孔硅表面形貌
        4.3.2 石墨烯質(zhì)量與形貌
        4.3.3 多孔硅的光致發(fā)光性能
        4.3.4 石墨烯對復合材料光致發(fā)光性能影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
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本文編號：3738189