本文關(guān)鍵詞：大面積單晶石墨烯的制備和多層調(diào)控

  更多相關(guān)文章： 單晶石墨烯 化學氣相沉積法 信封狀銅箔 大面積制備 多晶石墨烯

【摘要】：石墨烯在電學,力學,熱學等方面均具有優(yōu)異而獨特的性質(zhì),這種新興材料近年來引起了國內(nèi)外科研工作者廣泛的興趣,做出大量相關(guān)的理論,模擬,制備,轉(zhuǎn)移以及器件等相關(guān)的研究工作。而石墨烯的制備也站在了產(chǎn)業(yè)化的關(guān)口,有望在20年內(nèi)可實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)制備。但是距離美好的前景依然有很長的路要走,目前實驗室中常用的各種制備石墨烯的方法存在往往存在產(chǎn)物層數(shù)不夠均一,產(chǎn)物具有褶皺缺陷等缺點�；瘜W氣相沉積(CVD)法是實驗室中制備石墨烯的主流方法,但也存在難以制備大面積的均勻單層石墨烯的問題。本文研究了不同工藝下生長出的銅箔信封內(nèi)外的石墨烯形貌、晶疇尺寸和形核密度的變化和差異,并探討了其機理,在此基礎(chǔ)上探索抑制單晶石墨烯上多層區(qū)域生長的工藝。最終采用兩步生長的方法,得到的產(chǎn)物單層晶疇平均尺寸約為0.68mm,比一步生長樣品尺寸增加了約50%,同時其晶疇上多層區(qū)域的大小約為0.19μm,降低了約40%,實現(xiàn)了單晶生長晶疇尺寸大、生長快速、產(chǎn)物上第二層的數(shù)目少、覆蓋率低等目標。最后,本文探討了另一種提高石墨烯質(zhì)量的思路,改進工藝使晶疇尺寸擴大達到毫米量級,再使晶疇之間連結(jié)形成連續(xù)石墨烯,為石墨烯的未來的更多應用提供了廣闊的前景。
【關(guān)鍵詞】：單晶石墨烯 化學氣相沉積法 信封狀銅箔 大面積制備 多晶石墨烯
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-27
• 1.1 石墨烯的簡介9-12
• 1.1.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)9-10
• 1.1.2 墨烯的結(jié)構(gòu)10-11
• 1.1.3 石墨烯的電學性能11-12
• 1.1.4 墨烯的力學性能12
• 1.2 石墨烯的制備12-15
• 1.2.1 機械剝離法12-13
• 1.2.2 化學剝離法13-14
• 1.2.3 氧化還原法14-15
• 1.2.4 化學氣相沉積法15
• 1.3 石墨烯的轉(zhuǎn)移15-19
• 1.3.1 溶液刻蝕法15-16
• 1.3.2 PMMA輔助溶銅法16
• 1.3.3 PMMA輔助鼓泡法16-17
• 1.3.4 PDMS印章法17-18
• 1.3.5 Roll-to-Roll轉(zhuǎn)移法18-19
• 1.4 石墨烯的表征19-24
• 1.4.1 光學顯微鏡法19-21
• 1.4.2 拉曼光譜法21-23
• 1.4.3 掃描電子顯微鏡23
• 1.4.4 透射電子顯微鏡23-24
• 1.4.5 其他石墨烯的表征手段24
• 1.5 石墨烯的應用24-27
• 1.5.1 透明電極25-26
• 1.5.2 金屬氧化物半導體場效應晶體管26-27
• 第二章 大面積石墨烯單晶的制備27-43
• 2.1 CVD法及石墨烯生長機理27-30
• 2.1.1 CVD法27
• 2.1.2 石墨烯在Cu上的生長機理簡介27-28
• 2.1.3 氫氣對石墨烯生長的影響28-30
• 2.1.4 氧氣輔助法CVD及其機理30
• 2.2 實驗設備與器材及工藝與參數(shù)30-35
• 2.2.1 實驗設備與器材30-31
• 2.2.2 石墨烯生長的工藝與參數(shù)31-33
• 2.2.3 石墨烯的轉(zhuǎn)移33-35
• 2.3 實驗結(jié)果及討論35-42
• 2.3.1 初步表征35-38
• 2.3.2 在氧氣輔助CVD中氫氣對單晶石墨烯生長的形貌影響38-39
• 2.3.3 氫氣對信封內(nèi)外單晶石墨烯尺寸&生長速率的影響39-41
• 2.3.4 成核密度研究41-42
• 2.4 小結(jié)42-43
• 第三章 石墨烯單晶第二層調(diào)控43-49
• 3.1 石墨烯第二層生長簡介43-44
• 3.2 氧氣輔助CVD法石墨烯多層區(qū)域生長機理探討44-46
• 3.3 氧氣輔助CVD生長大面積單層石墨烯工藝探索46-47
• 3.4 實驗結(jié)果及討論47-48
• 3.5 小結(jié)48-49
• 第四章 毫米晶疇多晶石墨烯的制備49-53
• 4.1 生長毫米晶疇的多晶石墨烯的意義49
• 4.2 實驗工藝及參數(shù)探索49-51
• 4.3 實驗結(jié)果和討論51-52
• 4.4 小結(jié)52-53
• 第五章 總結(jié)與展望53-54
• 5.1 總結(jié)53
• 5.2 展望53-54
• 參考文獻54-58

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本文編號：1105884