石墨烯是一種二維晶態(tài)新材料,它由碳原子以sp2雜化方式組成蜂窩狀點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)決定了石墨烯具備優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)以及熱學(xué)性能,在新型微納電子器件和微弱光電探測器件等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。目前發(fā)展了多種石墨烯制備方法,其中化學(xué)氣相沉積（CVD）法制備的石墨烯質(zhì)量高、面積大,成為工業(yè)化制備石墨烯最具潛力的方法。石墨烯的生長是典型的非相關(guān)成核點(diǎn)的自重構(gòu)過程。在CVD生長過程中,石墨烯成核后形成晶疇,繼續(xù)生長很容易相互連接形成石墨烯多晶薄膜,而多晶薄膜中的晶界會(huì)阻礙電子的傳輸、散射電荷載流子,降低石墨烯的電子遷移率,影響其獨(dú)特性能的發(fā)揮。因此,有必要開展石墨烯生長新方法新工藝研究,進(jìn)行大尺寸優(yōu)質(zhì)單晶石墨烯制備。制備大尺寸單晶石墨烯主要有多點(diǎn)形核的晶疇無縫連接和單點(diǎn)形核單晶疇生長兩種思路,在本論文中,我們主要圍繞單點(diǎn)形核制備石墨烯的思路來開展工作。結(jié)合石墨烯更容易在臺(tái)階處形核的習(xí)性和籽晶法生長體塊單晶的創(chuàng)意,設(shè)計(jì)了籽晶誘導(dǎo)法生長大尺寸單晶石墨烯的實(shí)驗(yàn)方案。通過在生長襯底上人工引入籽晶的方式來誘導(dǎo)石墨烯的成核生長,不僅實(shí)現(xiàn)了石墨烯的定位生長,而且在一定程度上抑制了石墨烯自發(fā)成核,提高了石... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)圖像及其在某個(gè)狄拉克點(diǎn)處的放大圖像［１４］

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???遠(yuǎn)高于碳納米管、金剛石等其他的新型碳材料，使得石墨烯在導(dǎo)熱器件領(lǐng)??域有著巨大的應(yīng)用潛能。圖１．３為測試石墨烯導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)示意圖。??Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ??Ｌａｓｅｒ?Ｌｉｇｈｔ?墓??－?Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ??Ｓｉｎｇｌｅ－Ｌａｙｅｒ??Ｆｏｃｕｓｅｄ?＼?ｍ?／?Ｇｒａｐｈｅｎｅ??Ｇｒａｐｈｉｔｉｃ?＞－ａｓｅｒ?Ｌｉｇｈｔ?＼?，?；?／?．?Ｇｒａｐｈｉｔｉｃ??Ｌａｓｅｒｓ?＼?／?／?“廣??＾??麵?Ｈｅａｔ??｜?Ｉ?３?ｖｉｍ?Ｓｉｌｉｃｏｎ?Ｄｉｏｘｉｄｅ??Ｓｉｌｉｃｏｎ?Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ??圖１．３拉曼（Ｒａｍａｎ）激光聚痛測試石墨烯導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)示意圖［１５］。??石墨烯還有著優(yōu)越的力學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)。石墨烯在受到垂直于二維??平面方向的外力作用時(shí)，碳原子之間的〇鍵和六邊形結(jié)構(gòu)會(huì)賦予石墨烯極??高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，碳原子面會(huì)通過彎曲變形的方式來緩沖外力的變化，??而不會(huì)改變材料的原子結(jié)構(gòu)。２００８年Ｊ．?Ｈｅｍｅ團(tuán)隊(duì)通過原子力顯微鏡納米??壓痕方法測量了懸浮石墨烯的力學(xué)特性，測得石墨烯的斷裂強(qiáng)度為４２??Ｎ／ｍ，有著１３０?ＧＰａ的抗拉強(qiáng)度和１?ＴＰａ的楊氏模量，是目前強(qiáng)度最高的??材料。同時(shí)，單層石墨烯材料的透光率可高達(dá)９７．７％，而石墨稀薄膜的層??數(shù)每增加一層，其不透明度就會(huì)增加２．３％［１６］。石墨烯作為一種兼具優(yōu)越??的透光性、導(dǎo)電性與力學(xué)特性的特殊材料，在柔性曲面電子屏幕領(lǐng)域具備??著極大的應(yīng)用潛力。??１．２石墨烯的制備方法??石墨烯的制備方法有很多種，如圖１．４所示，不同制備方法得到的石??墨烯優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用各有不同，

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???ｉ?Ｌ??Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ??（ｒｅｓｅａｒｃｈ，??ＣＶＤ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ）??（ｃｏａｔｉｎｇ，?ｂｉｏ，?ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ??ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｌａｙｅｒｓ，??＞?＞?ｒ?ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，?．?ｍｉｎ??？?ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）??ｆ?＞??〇??（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２匕Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ??ＲＦ?ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ）?＾?ａｓｓｅｍｂｌｙ??（ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）??＞Ｈａ?Ｌｉｑｕｉｄ－ｐｈａｓｅ?ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ??＾?ｙ?（ｃｏａｔｉｎｇ，?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，??ｋＶＶＨ?＾?ｉｎｋｓ，?ｅｎｅｒｇｙ?ｓｔｏｒａｇｅ，???＾?＾?，ｂｉｏ，?ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｌａｙｅｒｓ）?＾??Ｐｒｉｃｅ?（ｆｏｒ?ｍａｓｓ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）??圖１．４石墨烯的制備方法概覽圖［１７］。??１．２．１微機(jī)槭剝離法??微機(jī)械剝離法在石墨烯的發(fā)展歷程中具有里程碑式的重要意義，Ｇｅｉｍ??等人就是利用微機(jī)械剝離法將石墨烯首次制備出來［３］，從此掀開了石墨烯??研宄的熱潮。微機(jī)械剝離法就是人為地采用機(jī)械力將單層石墨烯從性能接??近單晶石墨的高定向熱解石墨表面剝離下來，用剝離膠帶將石墨薄片粘住，??撕開膠帶將石墨薄片剝離開來，如此重復(fù)進(jìn)行多次，最終制備出單層石墨??稀，如圖１．５所示。該方法的原理是利用機(jī)械力量來消除石墨層間的分子??嘗?＇Ｉｆ：??圖１．５膠帶剝離制備石墨烯［１８］。??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]用XPS研究不同方法制備的CuZnAl一步法二甲醚合成催化劑[J]. 李志紅,黃偉,左志軍,宋雅君,謝克昌.  催化學(xué)報(bào). 2009(02)



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