石墨烯的低溫PECVD制備及其應(yīng)用探索研究.pdf

1、石墨烯是世界上第一種被制備出的二維材料，它的出現(xiàn)打破了二維材料不會實際存在的理論，同時引起了世界上科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。就石墨烯的制備方法而言，目前主要包括微機械剝離法、外延生長法、氧化還原法和化學(xué)氣相淀積法等，它們有各自的優(yōu)勢與不足，本論文基于當(dāng)前報道的關(guān)于石墨烯的相關(guān)研究成果，研究了石墨烯的等離子體增強化學(xué)汽相沉積(PECVD)方法的低溫制備，并對石墨烯嵌入到VOx-RRAM器件中的高阻態(tài)一致性和低功耗的性能做了研究。
　　經(jīng)調(diào)

2、研發(fā)現(xiàn)，目前的制備法中除機械剝離法和化學(xué)法制備石墨烯，其它的方式都需要在1000～1450℃下才可制備出石墨烯。為了降低石墨烯的生長溫度，本文采用了比普通CVD方式更好的PECVD設(shè)備在銅箔上進行石墨烯的制備，由此獲得的石墨烯樣品通過FeCl3溶液刻蝕銅箔，形成懸浮在溶液上的石墨烯，然后使用氧化硅片撈取的方式將石墨烯轉(zhuǎn)移到所需襯底上。通過對制備參數(shù)進行優(yōu)化與改善，探索出一套能夠在650℃和100Pa壓強下制備出高質(zhì)量的石墨烯的工藝。

3、r>　　關(guān)于制備嵌入石墨烯的VOx-RRAM器件，用磁控濺射設(shè)備制備底電極和VOx阻變介質(zhì)層以及電子束蒸發(fā)設(shè)備制備上電極;并用到拉曼光譜分析儀(Raman)、掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)對石墨烯的結(jié)構(gòu)等特性進行了表征，并使用半導(dǎo)體參數(shù)分析儀對是否嵌入石墨烯的VOx-RRAM器件的電學(xué)性能進行對比分析。
　　石墨烯的拉曼光譜分表征結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在低溫下制備的石墨烯的拉曼光譜峰值中ID/IG能夠達到20％以下，說明在低

4、溫的條件下制備出了高質(zhì)量的石墨烯;SEM結(jié)果說明制備的石墨烯毫米級別的面積;AFM的結(jié)果說明制備的石墨烯表面形貌均勻，整體層數(shù)一致性高。制備嵌入石墨烯的VOx-RRAM的樣品，半導(dǎo)體參數(shù)分析儀測試結(jié)果表明:嵌入石墨烯的VOx-RRAM的功耗明顯降低，forming所需電流比未嵌入石墨烯的器件降低了90％;并且提高了其高阻態(tài)的一致性。本論文通過對石墨烯使用PECVD方法制備的研究，并將所制備的石墨烯應(yīng)用到RRAM當(dāng)中，對石墨烯的PECVD