石墨烯,具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的二維原子晶體,因其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)而引起廣泛的關(guān)注。它不僅在電子學(xué)、光學(xué)、能源以及柔性顯示和傳感等方面有著潛在的應(yīng)用前景,同時(shí)也為一些新奇的物理現(xiàn)象,比如量子（自旋）霍爾效應(yīng)、范霍夫奇異、超導(dǎo)等,提供了研究平臺(tái)。此外,石墨烯還是構(gòu)建多種新型二維范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本單元。過(guò)渡金屬表面外延生長(zhǎng)的石墨烯具有大面積、連續(xù)、高品質(zhì)、層數(shù)可控等優(yōu)點(diǎn),基于該體系而發(fā)展的異質(zhì)元素插層技術(shù)不僅利用了這一體系的優(yōu)勢(shì),而且可以將大面積、高品質(zhì)石墨烯無(wú)損地置于其他襯底（金屬、半導(dǎo)體或者絕緣體）之上,為構(gòu)筑基于石墨烯的二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)提供了新的途徑。本論文主要聚焦在過(guò)渡金屬表面外延生長(zhǎng)的單、雙層石墨烯體系的半導(dǎo)體及其氧化物的插層。從Ru（0001）表面外延單層石墨烯的硅插層入手,系統(tǒng)地研究了硅插層的結(jié)構(gòu)演化以及氧化硅插層的結(jié)構(gòu)與機(jī)制。同時(shí)把該插層技術(shù)拓展到Ru（0001）表面外延的雙層石墨烯體系、Ir（111）表面外延的單層石墨烯體系以及鍺與氧化鍺的插層。成功構(gòu)建了石墨烯/半導(dǎo)體/金屬、石墨烯/二維氧化物/金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)。本論文的主要內(nèi)容包含三個(gè)部分。第一部分研究了Ru（00... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

金屬表面兩種不同的石墨烯生長(zhǎng)機(jī)制示意圖[21]

第一章 緒 論方式容易可控地得到單層石墨烯，但不易于生長(zhǎng)子溶解度比較低的金屬襯底表面，比如 Cu 和 明顯。屬而言，體相碳原子的溶解度隨著溫度的升高而制，因此不易找到恰好生長(zhǎng)特定層數(shù)石墨烯的烯的可控性要略差于熱分解法。但其最大的優(yōu)勢(shì)效應(yīng)。這對(duì)于生長(zhǎng)雙層或者多層石墨烯而言尤為)表面偏析生長(zhǎng)石墨烯的原理圖。因?yàn)樘荚涌傁┑纳L(zhǎng)是自下而上的模式。在 Ru(0001)表面利是可控的、自下而上逐層生長(zhǎng)的模式[23, 24]。

表面外延生長(zhǎng)的石墨烯。金屬襯底包括 Ir(111), Pt(11(111), Co(0001), Ag(111)和 Fe(110)。摘自文獻(xiàn)[29-37]raphene on different metal substrates, such as Ir(111)(111), Co(0001), Ag(111), and Fe(110). [29-37]的金屬襯底之間有著不同的相互作用。根據(jù)相成兩大類：強(qiáng)相互作用襯底如 Ru(0001)、Rh( Ir(111)、Pt(111)、Cu(111)、Ag(111)。在相互構(gòu)和性質(zhì)有著很大的不同。用襯底，以 Ru(0001)為例。根據(jù)目前所有的報(bào)烯有且僅有一種結(jié)構(gòu)，即石墨烯沿著 Ru(000，在 Ru(0001)表面容易制備出大面積單晶石墨報(bào)道了在 Ru(0001)表面制備出了高質(zhì)量、厘


本文編號(hào)：3240292