石墨烯-銅體系中氧的誘導(dǎo)成核及氣體滲透行為研究.pdf

1、利用銅基底上化學(xué)氣相沉積法已經(jīng)可以獲得高質(zhì)量大尺寸的石墨烯薄膜，但是對(duì)于其成核生長(zhǎng)的影響因素的研究，依然停留在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的反饋上。即使在相似的實(shí)驗(yàn)條件下，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室合成的石墨烯差異依然非常巨大，說(shuō)明真正影響石墨烯成核和生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的因素依然沒有被發(fā)現(xiàn)。另外一方面，已經(jīng)有初步的研究證明反應(yīng)體系中的微量氧元素對(duì)于石墨烯的合成會(huì)產(chǎn)生重大的影響，因此有必要重點(diǎn)考察氧元素對(duì)于石墨烯合成各個(gè)步驟的影響，建立石墨烯合成機(jī)理與氧分布及濃度的關(guān)聯(lián)。

2、
　　石墨烯的抗?jié)B透性能是石墨烯應(yīng)用的一個(gè)重要方面。但是與理想的蜂窩狀碳原子的平面排列相比，實(shí)際合成的石墨烯的抗?jié)B透性能要下降很多。之前的工作會(huì)將其原因籠統(tǒng)地歸結(jié)為石墨烯中缺陷的存在。但事實(shí)上，即使在合成的最高質(zhì)量的石墨烯薄膜中其抗?jié)B透性能也不是十分完美的。因此，有必要繼續(xù)研究導(dǎo)致石墨烯抗?jié)B透性能下降的因素。
　　本論文首先制備了單晶石墨烯晶粒和連續(xù)的石墨烯薄膜。在石墨烯成核和生長(zhǎng)過(guò)程中，重點(diǎn)考察了氧的作用。利用銅基底上石墨

3、烯這個(gè)體系，接著考察了以氧為代表的氣體滲透石墨烯的過(guò)程。
　　論文的第一章簡(jiǎn)要介紹了石墨烯的基本概念及表征，制備方法，系統(tǒng)總結(jié)了銅基底上石墨烯合成過(guò)程及其影響因素，綜述了石墨烯作為抗?jié)B透層的研究進(jìn)展。論文的第二章考察了石墨烯在銅表面成核的過(guò)程。通過(guò)俄歇電子能譜的表征和密度泛函理論計(jì)算，建立了石墨烯優(yōu)先在富氧區(qū)域成核的結(jié)論。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)確定了氧的來(lái)源，為通過(guò)調(diào)節(jié)氧元素來(lái)控制成核提供了基礎(chǔ)。在第三章中，我們考察了銅表面山丘的成因，及其