本文關(guān)鍵詞：絕緣襯底上石墨烯的制備及其電學(xué)性質(zhì)研究

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【摘要】：石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化堆積而成的二維蜂窩狀晶格材料,具有優(yōu)良的物理性能和廣泛的應(yīng)用前景,已經(jīng)引起了人們的極大關(guān)注。目前,高質(zhì)量、層數(shù)可控的大面積石墨烯的制備仍是阻礙其實(shí)際應(yīng)用的重要障礙�，F(xiàn)在石墨烯的制備方法取得了很大發(fā)展,但在實(shí)際應(yīng)用中,大部分方法都需要將石墨烯轉(zhuǎn)移到絕緣襯底上才能夠進(jìn)行器件的制備和研究。因此直接在絕緣襯底上生長(zhǎng)制備大面積、高質(zhì)量的石墨烯成為人們現(xiàn)在面臨的一大挑戰(zhàn)。為了解決這個(gè)問題,我們利用化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法,分別在金剛石襯底、二氧化硅(Si O2/Si)襯底上直接生長(zhǎng)制備出了高質(zhì)量、大面積的石墨烯,并且對(duì)其形貌、層數(shù)進(jìn)行表征,對(duì)電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下:(1)使用金剛石作為高質(zhì)量石墨烯生長(zhǎng)的襯底。通過研究腔體壓強(qiáng)、生長(zhǎng)溫度、生長(zhǎng)時(shí)間、氣體流量比和硼摻雜量等參數(shù)的影響,優(yōu)化石墨烯的生長(zhǎng)條件,制備出了均勻、大面積的石墨烯,并用拉曼光譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。(2)使用二氧化硅(Si O2/Si)襯底作為石墨烯生長(zhǎng)的襯底。首先,通過對(duì)石墨烯的各種生長(zhǎng)參數(shù)條件的優(yōu)化,在無金屬催化和掩膜版的情況下直接定位生長(zhǎng)制備出了高質(zhì)量、大面積的石墨烯。并利用拉曼光譜、原子力顯微鏡對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,證明定位生長(zhǎng)的石墨烯有著良好的均勻性和較高的質(zhì)量。(3)對(duì)石墨烯的電學(xué)性能進(jìn)行研究。利用電子束光刻技術(shù),將生長(zhǎng)的石墨烯加工成場(chǎng)效應(yīng)晶體管,對(duì)其進(jìn)行電學(xué)性能測(cè)量。通過在室溫下對(duì)石墨烯器件的電輸運(yùn)特性測(cè)量,得出金剛石襯底上和二氧化硅(Si O2/Si)襯底上的石墨烯的遷移率分別為6250 cm2/(V·s)和1679cm2/(V·s)。這表明我們是可以在不轉(zhuǎn)移的情況下生長(zhǎng)制備出適合用來做器件的石墨烯。
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O613.71
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本文編號(hào)：1288926