從實(shí)驗(yàn)室成功制備出以來,石墨烯以其特殊的線性能帶結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)與機(jī)械性能,成為了當(dāng)今世界的科技前沿和研究焦點(diǎn)。它被認(rèn)為是未來集成電路的替代材料,在可控、大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯基器件的制造方面具有巨大的潛力,能夠?qū)崿F(xiàn)工藝制程向“�！钡臄�(shù)量級(jí)過渡。石墨烯在物理學(xué)和電學(xué)方面的應(yīng)用上,可能會(huì)表現(xiàn)出很多驚人的結(jié)果,但目前這些應(yīng)用只能通過石墨烯納米帶或納米線等其他納米結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)。因此,我們必須找到一種可靠的方法,能夠在可控的情況下產(chǎn)生有特定尺寸、幾何形狀和特定晶向邊緣的石墨烯納米結(jié)構(gòu)。由于石墨烯是一種超薄的二維納米材料,對(duì)石墨烯進(jìn)行刻蝕是最好的途徑。干法等離子體刻蝕技術(shù)是微電子領(lǐng)域中圖案轉(zhuǎn)移的基本工藝,也是石墨烯刻蝕的常用工藝,可以實(shí)現(xiàn)石墨烯的各向異性刻蝕,同時(shí)也可以對(duì)石墨烯的邊緣的手性進(jìn)行控制。目前,對(duì)石墨烯進(jìn)行刻蝕的等離子體源通常是電容耦合等離子體（CCP）和電感耦合等離子體（ICP）,采用高密度、能量可控的微波電子回旋共振等離子體（微波ECR等離子體）刻蝕石墨烯還沒有相關(guān)的研究。此外,現(xiàn)有的等離子體刻蝕石墨烯工藝中,所使用的刻蝕氣體較為單一,不利于多種環(huán)境中的應(yīng)用。相比于少層石墨烯... 

【文章來源】：北京印刷學(xué)院北京市

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 等離子體基本原理和放電方式
    1.2 微波ECR等離子體的特定和應(yīng)用
    1.3 等離子體刻蝕的現(xiàn)狀和現(xiàn)存的問題
        1.3.1 等離子體刻蝕概述
        1.3.2 等離子體刻蝕機(jī)制
        1.3.3 等離子體刻蝕體系類型
    1.4 石墨烯的基本特性、應(yīng)用和研究現(xiàn)狀
        1.4.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.4.2 石墨烯的性能
        1.4.3 石墨烯的應(yīng)用
        1.4.4 石墨烯的刻蝕方法和存在的問題
    1.5 課題的目的、意義及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 課題研究的目的與意義
        1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)裝置和石墨烯表征設(shè)備
    2.1 微波ECR等離子體裝置
    2.2 石墨烯刻蝕的工藝流程
        2.2.1 薄膜處理工藝
        2.2.2 刻蝕的工藝流程
    2.3 薄膜的分析與表征方法
        2.3.1 成分
        2.3.2 表面形貌
        2.3.3 刻蝕速率測(cè)量
        2.3.4 電學(xué)性質(zhì)測(cè)量
3 石墨烯的刻蝕特性研究
    3.1 H_2等離子體
        3.1.1 放電參數(shù)與變量
        3.1.2 刻蝕反應(yīng)路徑和機(jī)理分析
    3.2 O_2等離子體
        3.2.1 放電參數(shù)與變量
        3.2.2 刻蝕反應(yīng)路徑和機(jī)理分析
    3.3 N_2等離子體
        3.3.1 放電參數(shù)與變量
        3.3.2 刻蝕反應(yīng)路徑和機(jī)理分析
    3.5 混合氣體對(duì)石墨烯的各向異性刻蝕行為研究
        3.5.1 放電參數(shù)與變量
        3.5.2 刻蝕反應(yīng)路徑和機(jī)理分析
    3.6 本章小結(jié)
4 結(jié)論與展望
    4.1 本文的主要研究成果與結(jié)論
    4.2 本文的創(chuàng)新之處
    4.3 進(jìn)一步的工作展望
參考文獻(xiàn)
作者攻讀學(xué)位期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新型機(jī)械解理方法在二維材料研究中的應(yīng)用[J]. 許宏,孟蕾,李楊,楊天中,鮑麗宏,劉國(guó)東,趙林,劉天生,邢杰,高鴻鈞,周興江,黃元.  物理學(xué)報(bào). 2018(21)
[2]石墨烯納米片磁有序和自旋邏輯器件第一原理研究[J]. 池明赫,趙磊.  物理學(xué)報(bào). 2018(21)
[3]石墨烯與金屬的歐姆接觸理論研究[J]. 蒲曉慶,吳靜,郭強(qiáng),蔡建臻.  物理學(xué)報(bào). 2018(21)
[4]快速電化學(xué)剝離天然脈石墨制備石墨烯用于透明導(dǎo)電薄膜的研究[J]. 后浩,代文,孫紅巖,趙文杰,林正得,周紅洋.  表面技術(shù). 2018(09)
[5]化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯晶疇的氧氣刻蝕現(xiàn)象研究[J]. 王彬,李成程,孟婷婷,王桂強(qiáng).  人工晶體學(xué)報(bào). 2017(06)
[6]石墨烯單晶的自組裝:第一個(gè)二維超有序結(jié)構(gòu)[J]. 劉忠范.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(07)
[7]石墨烯在太陽能電池中的應(yīng)用[J]. 姜麗麗,魯雄.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2012(11)

博士論文
[1]濕紡組裝的石墨烯基超級(jí)電容器電極[D]. 黃鐵騎.浙江大學(xué) 2018
[2]石墨烯納米復(fù)合材料在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用研究[D]. 閆曉義.吉林大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3384315