大面積、高質(zhì)量石墨烯化學(xué)氣相沉積法制備.pdf

1、石墨烯是一種新型的碳納米結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為以正六角形為原胞的蜂巢狀二維晶格，每個格點均為sp2 雜化后的碳原子，厚度僅為一個碳原子，是第一種真正意義上的二維材料。2004年，Novoselov和Geim 首次將其從石墨中分離，并通過大量研究，揭示了其獨特的性質(zhì)，引起了人們廣泛的觀注和研究。石墨烯的一個最重要的性質(zhì)是其電子的運輸性質(zhì)，實驗中，不僅能在室溫下觀測到整數(shù)量子霍爾效應(yīng)，在低溫下更可以觀測到分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)。正是由于諸多獨特性質(zhì)，石墨

2、烯具備廣泛的潛在應(yīng)用價值，如下一代高速晶體管，透明電極，光電、壓力傳感器等。然而，現(xiàn)有機械剝離的石墨烯面積小、產(chǎn)量低，所以不適合大規(guī)模應(yīng)用。于是如何制備大面積高質(zhì)量的石墨烯便成為目前的研究熱點，最有可能實用化的方法是用氣態(tài)碳源在Cu和Ni 底上生長石墨烯的化學(xué)氣相沉積法（CVD）。不過，現(xiàn)有的氣態(tài)源CVD 制備石墨烯的方法，仍存在許多問題使其無法與現(xiàn)有的半導(dǎo)體工業(yè)中的技術(shù)相兼容。
　　 在這篇文章中，主要討論了制備大尺度、高質(zhì)量

3、石墨烯的實驗方法，尤其是討論了對于溫度變化和碳源對于實驗結(jié)果的影響。并提出了我們對上述的踢的解決方案，這篇論文可分為五章。
　　 首先在第一章簡要介紹了一下石墨烯的研究歷史，尤其是回顧了人們對石墨烯制備方法的研究歷史，由此引出目前遇到的問題。
　　 作為衡量制備樣品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，石墨烯的本征物理性質(zhì)不得不提。為此第二段中用基本的固體物理知識較詳細(xì)地描述了石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，提出了幾項電性能的關(guān)鍵指標(biāo)。并簡要敘述了其特殊

4、的輸運性質(zhì)。
　　 第三章介紹了石墨烯的兩種主要表征手段，即拉曼光譜和掃面電子顯微鏡。
　　 這對于樣品質(zhì)量的確定起了重要的作用。
　　 在第四章中闡述了我們的CVD制備石墨烯的方法，并通過對樣品表征獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對實驗中遇到的困難提供了解決之道，最后證明了制備出的樣品質(zhì)量較高，并研究了改變多種參數(shù)的改變對于樣品中的影響，其后根據(jù)這種較流行方法的缺點，做出了改進(jìn)。我們采用了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚苯