大面積石墨烯制備研究.pdf

1、在過(guò)去幾年中，石墨烯的研究報(bào)道廣泛見諸報(bào)端。由于其高強(qiáng)度、高電導(dǎo)率、室溫下的高電子遷移率、特殊的量子霍爾效應(yīng)，使得石墨烯器件在未來(lái)有很大的發(fā)展空間，優(yōu)秀的石墨烯器件需要高質(zhì)量的石墨烯，怎樣得到高質(zhì)量的石墨烯是所有研究人員及本文的主題，本文主要針對(duì)石墨烯的生長(zhǎng)和表征展開相應(yīng)的工作：
　　1、對(duì)采用傳統(tǒng)的CVD方法制備石墨烯的工藝進(jìn)行了研究。利用Cu箔作為催化劑襯底，進(jìn)行 CVD生長(zhǎng)，生長(zhǎng)完成后均勻旋涂 PmmA膠并刻蝕催化劑襯底，進(jìn)

2、行轉(zhuǎn)移后進(jìn)行電阻率表征，測(cè)得方阻為1422Ω/□。
　　2、在Si/SiO2基底上采用微波等離子體CVD方法直接生產(chǎn)石墨烯進(jìn)行了創(chuàng)新性的探索研究。首先研究了以Cu作為催化劑時(shí)直接生產(chǎn)石墨烯的工藝參數(shù)進(jìn)行研究，特別地，對(duì)甲烷和氫氣流量比、生長(zhǎng)溫度、生長(zhǎng)時(shí)間等核心參數(shù)對(duì)石墨烯的質(zhì)量的影響進(jìn)行了分析，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，探索出了較優(yōu)化的生長(zhǎng)工藝條件。其次對(duì)了以Ni作為催化劑時(shí)直接生產(chǎn)石墨烯的工藝參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，并獲得了最佳生產(chǎn)工藝

3、參數(shù)。最后采用NiCu合金作為催化劑對(duì)生長(zhǎng)石墨烯進(jìn)行了工藝探索，獲得了較理解的生長(zhǎng)工藝條件。研究結(jié)果表明，采用Ni作為催化劑，可以在較低溫度下生產(chǎn)的高質(zhì)量的石墨烯。
　　3、對(duì)采用不同催化劑制備的石墨烯進(jìn)行了系統(tǒng)的電阻率測(cè)試和Raman表征。分析和表征結(jié)果表明：得出Cu催化劑的最佳生長(zhǎng)溫度為950℃，CH4流量為25 sccm，H2流量為275 sccm，生長(zhǎng)時(shí)間為7 min；Ni催化劑時(shí)的最佳生長(zhǎng)溫度為700℃，CH4流量為10

4、 sccm，H2流量為275 sccm，生長(zhǎng)時(shí)間為3 min；NiCu催化劑的最佳生產(chǎn)溫度為950℃，CH4流量為25 sccm，H2流量為275 sccm，生長(zhǎng)時(shí)間為7 min。
　　4、將采用不同催化劑制備的石墨烯進(jìn)行SEM表征，觀察到表面的形貌平整，斷裂較少，通過(guò)TEM及選區(qū)電子衍射圖得出石墨烯的晶格完整，缺陷較少，論證實(shí)驗(yàn)參數(shù)的可行性。在隨后進(jìn)行石墨烯的光學(xué)透過(guò)率測(cè)試結(jié)果表明：波數(shù)500~4000 cm-1光透過(guò)率在95％