石墨烯作為一種最近幾年新興起的材料,在理想狀態(tài)下,石墨烯是只有一個原子層的二維材料,是由碳原子規(guī)則排列成正六邊形的晶格構成的。自從2004年首次人工剝離制備出以來,其表現(xiàn)出的優(yōu)異的光學性質,力學性質以及電學性質就立刻引發(fā)了廣泛的關注。但是由于石墨烯的性能受到其質量的顯著影響,因此以高效、可靠、可控制的方式制備出高質量的單層石墨烯是十分重要的,在眾多的制備方法中,化學氣相沉積方法(CVD)由于其可以通過對生長基底以及生長過程中各種參數(shù)進行精確的調控,從而在合成大面積,高質量的單層石墨烯薄膜的方向上展現(xiàn)出了巨大的潛力,然而在實際的生產(chǎn)中,這種方法制備出的石墨烯還存在著層數(shù)不均以及可重復性差等諸多的問題,而且使用傳統(tǒng)的合金基底來生長石墨烯始終難以解決這些問題。因此本論文的研究目的在于深入分析石墨烯的生長機理,利用其機理來設計一種高熵合金作為石墨烯生長的新基底,研究高熵合金成分含量對石墨烯層數(shù)的影響,優(yōu)化生長參數(shù)來制備高質量的單層石墨烯膜。本論文選用Cu Co Fe Ni Mn高熵合金作為石墨烯的生長基底,用化學氣相沉積法來生長石墨烯,研究了碳源的分解、溶解、擴散以及偏析四個生長過程的具體情況...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及研究的目的和意義
    1.2 石墨烯的結構與性能
        1.2.1 石墨烯的結構
        1.2.2 石墨烯的性能
    1.3 石墨烯的制備方法
        1.3.1 機械剝離法
        1.3.2 氧化還原法
        1.3.3 化學氣相沉積法
        1.3.4 外延生長法
    1.4 石墨烯的研究進展
    1.5 本文的主要研究內容
第2章 實驗材料及實驗方法
    2.1 引言
    2.2 實驗材料與設備儀器
    2.3 合金制備工藝方法
    2.4 基底的制備與預處理
    2.5 化學氣相沉積法生長石墨烯
    2.6 石墨烯的表征與分析
        2.6.1 掃描電子顯微鏡分析
        2.6.2 原子力掃描探針顯微鏡分析
        2.6.3 拉曼光譜分析
第3章 高熵合金基底生長石墨烯的微觀機理研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯的表面生長理論
        3.2.1 碳源的裂解
        3.2.2 石墨烯成核
        3.2.3 石墨烯長大與合并
    3.3 石墨烯的偏析生長理論
    3.4 高熵合金基底生長石墨烯的微觀機理
        3.4.1 碳源的裂解反應速率
        3.4.2 碳在高熵合金基底中的溶解與擴散
        3.4.3 碳的降溫偏析析出
        3.4.4 石墨烯褶皺的抑制
    3.5 本章小結
第4章 高熵合金基底CVD生長石墨烯及表征研究
    4.1 引言
    4.2 生長時間對石墨烯覆蓋率的影響規(guī)律研究
    4.3 高熵合金成分含量對石墨烯生長質量的影響規(guī)律研究
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3751461