在過去的十幾年中,二維材料作為后硅時代最具發(fā)展前景的電子材料,引起廣泛關(guān)注。其中,石墨烯具有超高的載流子遷移率,這使其在眾多二維材料中脫穎而出,以期在未來集成電路中替代傳統(tǒng)硅。此外,石墨烯可通過化學(xué)氣相沉積法進行大面積制備,這是其另一大優(yōu)勢。但是,由于石墨烯生通常不能直接生長于目標基片上,需要進一步轉(zhuǎn)移才能應(yīng)用,而轉(zhuǎn)移過程極易對石墨烯造成不必要的摻雜、破損和褶皺。因此,如何潔凈轉(zhuǎn)移石墨烯成為需要重點解決問題之一。另外,暴露在外界環(huán)境中的石墨烯表面容易吸附空氣中的水、氧氣等分子,造成摻雜,影響石墨烯晶體管的特性。除此之外,石墨烯本身缺乏帶隙,導(dǎo)致傳統(tǒng)石墨烯場效應(yīng)晶體管開關(guān)比極低,嚴重限制其實際應(yīng)用潛力,尤其對邏輯電路而言。針對以上問題,本文首先進行石墨烯生長探索,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)銅表面的氧化物以及生長氣流比對石墨烯生長都有影響。用APS處理銅表面30s去除銅的氧化物、氣流比為Ar:H₂:CH₄=50:90:30,可以生長出連續(xù)完整的單層石墨烯薄膜,為后續(xù)器件探索提供支持。然后,針對石墨烯轉(zhuǎn)移常見的雜質(zhì)、破損、褶皺等問題,本文從目標基片、石墨烯/銅箔、... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯構(gòu)成其他維度材料[5]

第一章緒論3石墨烯是一種僅有單層原子厚度的二維材料，它的發(fā)現(xiàn)剛好填補碳同位素二維形態(tài)的空缺，石墨烯不同形式的交疊又可以形成其他維度形式的材料，比如含有五角原胞的石墨烯能形成零維的富勒烯，而按照一定形式卷曲的石墨烯會形成一維碳納米管，而多層堆疊起來的石墨烯便形成三維石墨形式[5]，如圖1-1所示。圖1-2石墨烯六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)石墨烯的碳原子以正六邊形緊密蜂窩形式排列，如圖1-2所示，由于只有一個原子層，所以石墨烯厚度只有約0.35nm厚，其上每個碳原子周邊有三個碳原子，碳原子之間C-C鍵長為0.142nm。石墨烯中每個碳原子的四個價態(tài)中，其中有三個價態(tài)會以sp2雜化的形式進行雜化后形成三個σ鍵[7]，另外一個在p軌道上的自由電子形成與石墨烯平面垂直的π鍵。如圖1-3，正因為π電子的存在使得其能在整個石墨烯平面內(nèi)自由移動，因此表現(xiàn)出極佳的導(dǎo)電性能。圖1-3石墨烯原子成鍵示意圖[7]

第一章緒論3石墨烯是一種僅有單層原子厚度的二維材料，它的發(fā)現(xiàn)剛好填補碳同位素二維形態(tài)的空缺，石墨烯不同形式的交疊又可以形成其他維度形式的材料，比如含有五角原胞的石墨烯能形成零維的富勒烯，而按照一定形式卷曲的石墨烯會形成一維碳納米管，而多層堆疊起來的石墨烯便形成三維石墨形式[5]，如圖1-1所示。圖1-2石墨烯六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)石墨烯的碳原子以正六邊形緊密蜂窩形式排列，如圖1-2所示，由于只有一個原子層，所以石墨烯厚度只有約0.35nm厚，其上每個碳原子周邊有三個碳原子，碳原子之間C-C鍵長為0.142nm。石墨烯中每個碳原子的四個價態(tài)中，其中有三個價態(tài)會以sp2雜化的形式進行雜化后形成三個σ鍵[7]，另外一個在p軌道上的自由電子形成與石墨烯平面垂直的π鍵。如圖1-3，正因為π電子的存在使得其能在整個石墨烯平面內(nèi)自由移動，因此表現(xiàn)出極佳的導(dǎo)電性能。圖1-3石墨烯原子成鍵示意圖[7]


本文編號：3114320