石墨烯（graphene,本文均指單層）本身具有優(yōu)異的熱學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、光學(xué)性能,打開了單原子層二維材料的大門,其后涌現(xiàn)了種類繁多、性能優(yōu)異的二維材料。如何將它們應(yīng)用到現(xiàn)實生活中,帶來新一代的科技突破是一個關(guān)鍵問題。本論文詳細介紹了石墨烯（graphene）與硅襯底（Si（111）substrate）原子級光滑平（也就是超平）貼合的實驗構(gòu)想、制備過程、界面結(jié)構(gòu)、電學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)穩(wěn)定性。第一章闡述了本文研究的graphene與Si（111）襯底超平貼合的背景,包括graphene/Si器件的應(yīng)用研究、目前制備graphene/Si的方法、graphene/Si界面結(jié)構(gòu)的理論預(yù)測和graphene/substrate的平整度分析。結(jié)合這些背景,我們提出了實驗構(gòu)想:實驗上很有可能可以制備出超平貼合的graphene/Si。第二章介紹了原子級光滑平graphene/Si的實驗難點和構(gòu)建方法。構(gòu)建方法主要包括濕法刻蝕得到近原子級光滑平的H-Si（111）襯底,然后干法轉(zhuǎn)移石墨烯到剛刻蝕好的H-Si（111）襯底上,迅速將轉(zhuǎn)移好的graphene/H-Si（111）傳入超高真空腔,并在保持氣壓不超過... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 背景
    1.1 graphene/Si的應(yīng)用研究
    1.2 現(xiàn)有的graphene/Si的構(gòu)成方法
        1.2.1 在襯底Si上直接生長graphene
        1.2.2 超高真空中轉(zhuǎn)移graphene flakes到Si襯底上
        1.2.3 常溫常壓下轉(zhuǎn)移graphene到Si襯底上
    1.3 graphene/Si的界面結(jié)構(gòu)的理論預(yù)測
    1.4 graphene/intercalation/Si
        1.4.1 graphene/intercalation/substrate
        1.4.2 single metal layer/Si(111)
        1.4.3 graphene/(single)metal layer/Si(111)
    1.5 graphene/substrate的平整度識別分析和實驗構(gòu)想
        1.5.1 graphene/substrate的平整度識別分析
        1.5.2 實驗構(gòu)想
    參考文獻
第2章 原子級光滑平的graphene/Si(111)的實現(xiàn)
    2.1 構(gòu)建方法和難點
        2.1.1 難點、掃描隧道顯微鏡(STM)和數(shù)據(jù)分析處理
        2.1.2 濕刻得到H-Si(111)
        2.1.3 轉(zhuǎn)移CVD-graphene到剛刻蝕好的H-Si(111)上
        2.1.4 超高真空退火graphene/H-Si(111)
    2.2 實驗結(jié)果
        2.2.1 實驗初期普通方法及得到的graphene/Si表面
        2.2.2 原子級粗糙/光滑平的graphene/Si
    2.3 小結(jié)
    參考文獻
第3章 graphene/Si(111)中g(shù)raphene電學(xué)本征性驗證
    3.1 graphene/Si中能量依賴的電學(xué)透明性和graphene的Dirac點的觀察
        3.1.1 graphene/semiconductor中能量依賴的電學(xué)透明性
        3.1.2 脫附H-Si中襯底Si上的H原子
        3.1.3 我們的實驗結(jié)果
    3.2 第一性原理計算
        3.2.1 基于實驗數(shù)據(jù)的模型
        3.2.2 計算結(jié)果
    3.3 電學(xué)輸運、XPS結(jié)果、單層連續(xù)性
        3.3.1 電學(xué)輸運
        3.3.2 XPS結(jié)果
        3.3.3 單層連續(xù)性
    3.4 小結(jié)
    參考文獻
第4章 graphene/Si(111)體系的熱穩(wěn)定性研究
    4.1 760K: graphene/Si(111) moire pattern
    4.2 微米級超平貼合的graphene/Si(111)
        4.2.1 不斷提高退火溫度,graphene/Si(111)表面形貌變化趨勢
        4.2.2 實驗上仍保持超平貼合能承受的最高的退火溫度
        4.2.3 實驗結(jié)果:微米級超平貼合的graphene/Si(111)
    4.3 石墨烯分解
    4.4 類似wavy的實驗結(jié)果
    4.5 小結(jié)
    參考文獻
第5章 總結(jié)和展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
        5.2.1 厘米級甚至更大面積的超平graphene/Si
        5.2.2 graphene/Si能超平貼合的機制
        5.2.3 穩(wěn)定的graphene/Si(111)-7×7摩爾紋結(jié)構(gòu)
        5.2.4 graphene/monolayer metal/Si(111)體系
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3169612