石墨烯是指由碳原子以sp²雜化軌道組成的六角形蜂窩狀的二維材料,只有一個(gè)原子層的厚度。由于其獨(dú)特的能帶結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì),自2004年被發(fā)現(xiàn)以來,一直備受各國科學(xué)家的青睞。石墨烯是目前世界上最薄也是最堅(jiān)硬的納米材料,具有優(yōu)異的透光性、力學(xué)性能和熱傳導(dǎo)能力,還具有超高的載流子遷移率、量子霍爾效應(yīng)和雙極場(chǎng)效應(yīng),使其在場(chǎng)效應(yīng)晶體管、柔性顯示器、能量存儲(chǔ)器件、超級(jí)電容器甚至在超導(dǎo)領(lǐng)域等具有良好的應(yīng)用前景。大面積單晶石墨烯的制備是對(duì)其所有性能研究和應(yīng)用探索的根本和前提。本論文通過研究化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯過程中銅基底粗糙度對(duì)石墨烯缺陷的影響以及不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)在石墨烯生長過程中的作用,獲得了銅基底粗糙度與石墨烯缺陷密度的關(guān)系。分別利用砂紙打磨、高溫退火、酸腐蝕等處理手段獲得不同粗糙度的銅箔基底,將所有樣品都確保在同一條件下獲得。以甲烷為碳源,射頻功率為100W,溫度為700℃,通入22sccm的CH₄/H₂/Ar的混合氣體生長90min,分別用SEM圖和拉曼光譜儀分析所制備的樣品形貌和石墨烯質(zhì)量,得出石墨烯的缺陷密度與基底表面粗糙度的關(guān)...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 石墨烯
        1.1.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)與興起
        1.1.2 石墨烯的結(jié)構(gòu)及能帶
        1.1.3 石墨烯的性能及應(yīng)用
        1.1.4 石墨烯的測(cè)試設(shè)備
        1.1.5 石墨烯的制備方法
    1.2 化學(xué)氣相沉積法生長石墨烯
        1.2.1 制備條件
        1.2.2 生長機(jī)理
        1.2.3 剝離與轉(zhuǎn)移
    1.3 本論文的研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方案
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 基底的預(yù)處理
        2.2.1 PECVD法的基底預(yù)處理
        2.2.2 CVD法的基底預(yù)處理
    2.3 石墨烯的制備
        2.3.1 PECVD法石墨烯的制備過程
        2.3.2 CVD法石墨烯的制備過程
    2.4 基底腐蝕法轉(zhuǎn)移石墨烯
    2.5 測(cè)試設(shè)備與方法
第三章 銅基底粗糙度對(duì)石墨烯的影響及機(jī)理研究
    3.1 引言
    3.2 銅箔的粗糙度對(duì)石墨烯的影響
    3.3 Materials Studio對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的模擬及解釋
    3.4 本章小結(jié)
第四章 石墨烯的形貌調(diào)控
    4.1 引言
    4.2 CVD反應(yīng)參數(shù)對(duì)石墨烯生長的影響
        4.2.1 反應(yīng)時(shí)間對(duì)石墨烯生長的影響
        4.2.2 反應(yīng)壓強(qiáng)對(duì)石墨烯生長的影響
    4.3 不同形貌石墨烯的制備
    4.4 不同石墨烯的形貌結(jié)構(gòu)表征和質(zhì)量檢測(cè)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 大面積石墨烯的制備與表征
    5.1 引言
    5.2 大面積石墨烯的形貌及成分表征
        5.2.1 形貌和成分表征
        5.2.2 石墨烯的轉(zhuǎn)移
    5.3 本章小結(jié)
第六章 石墨烯拼接和堆垛生長的研究
    6.1 引言
    6.2 多層石墨烯的制備與測(cè)試
        6.2.1 CVD法石墨烯的拼接
        6.2.2 CVD法石墨烯的堆垛
        6.2.3 CVD法石墨烯的堆垛拼接
    6.3 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士期間發(fā)表和完成的文章與專利



本文編號(hào)：3867232