基于3C-SiC外延生長石墨烯的方法與側(cè)柵石墨烯晶體管模擬的研究.pdf

1、在3C-SiC外延層上生長大面積連續(xù)的高質(zhì)量石墨烯是富有巨大意義的工作,同時也具有很大的挑戰(zhàn)性,如何確定和表征石墨烯材料也非常重要。本文研究了用于生長大面積石墨烯的3C-SiC外延層的殘余應(yīng)力,并在多種不同厚度和不同襯底晶向的3C-SiC上用真空熱解法生長石墨烯材料,同時設(shè)計了一種側(cè)柵結(jié)構(gòu)的石墨烯晶體管,并對其仿真,從理論上證明了制作該石墨烯晶體管的可能性,對以后的工作提供了參考。
　　首先本文闡述了石墨烯材料的基本特征,并參考其

2、他論文,歸納了石墨烯在力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)等方面的優(yōu)良特性,通過描述石墨烯在未來應(yīng)用的廣泛前景,引出本文研究的內(nèi)容和意義。
　　其次,深入探討了石墨烯在碳化硅基材料上的生長機理和生長工藝路線,并分析了石墨烯材料的拉曼光譜來源以及特征,由于碳化硅材料殘余應(yīng)力的作用,會使G峰和2D峰有明顯的偏移。
　　再次,使用Raman光譜法,對用于生長大面積石墨烯的3C-SiC外延片進行了殘余應(yīng)力測試,得到兩種不同的外延片的殘余應(yīng)力數(shù)值,并將測

3、試結(jié)果與微結(jié)構(gòu)法測試的結(jié)果進行對比,結(jié)合相關(guān)文獻,總結(jié)出了產(chǎn)生殘余應(yīng)力的可能原因。
　　然后采用真空熱解法對多種同厚度,不同襯底晶向的3C-SiC進行石墨烯生長實驗,并對實驗結(jié)果進行Raman光譜表征,分析實驗中的問題,改進實驗方案,提出更加合理的生長溫度和時間范圍。
　　本文最后根據(jù)石墨烯特有的二維平面導(dǎo)電結(jié)構(gòu),設(shè)計了一種新型的側(cè)柵石墨烯晶體管,簡要描述了制做該晶體管的工藝流程,并用仿真軟件對該器件的電勢分布、I-V特性曲