大面積單晶石墨烯的制備和表征.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩93頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領

文檔簡介

1、石墨烯,作為一種新興起的二維薄膜材料,以其優(yōu)異的電學、力學、熱力學等性質(zhì)所帶來的無盡的應用價值吸引了大量科學家的興趣。然而距離其正式大規(guī)模工業(yè)應用還有較長的道路要走,因為石墨烯應用性質(zhì)的優(yōu)劣易受到制備質(zhì)量好壞的影響。目前制備石墨烯的方法中銅基底上化學氣相沉積法(chemical vapordeposition,CVD法)以其低廉成本、簡單操作的優(yōu)勢受到廣大科研工作者的青睞,有希望用于工業(yè)化量產(chǎn)單晶石墨烯,然而如何使用此方法制備大面積單晶

2、石墨烯仍然是擺在科研工作者面前的挑戰(zhàn)。
  本論文在論述大面積單晶石墨烯制備之前,首先講述了石墨烯制備前的一個必要工作,即提出了一種石墨烯多層結(jié)構(gòu)在光學顯微鏡下直接進行大規(guī)模表征的方法,這種方法極大的加快接下來的石墨烯多層調(diào)控生長的實驗進度。該方法使用紫外光以及加熱對銅基底上石墨烯進行處理,通過對石墨烯下方的銅基底進行氧化產(chǎn)生厚度不均的氧化銅薄膜,從而在光學顯微鏡下顯現(xiàn)出不同的顏色襯度,即實現(xiàn)了石墨烯多層在光學顯微鏡下的觀測。

3、r>  在具體制備石墨烯過程中我們首先采用“單點形核”法,探討了氧氣參與的CVD方法中氫氣分壓對石墨烯形狀、尺寸、形核數(shù)量以及多層的具體影響,發(fā)現(xiàn)了在低氫氣分壓時,石墨烯生長速度較快,呈樹狀結(jié)構(gòu),并且會有較多的多層,而在高氫氣分壓時,石墨烯生長速度較慢,呈六邊形結(jié)構(gòu),中心僅有一個形核點。最終結(jié)合這兩種生長模式提出了“兩步法”生長大面積單晶石墨烯,即先在低氫氣分壓下生長,然后切換到高氫氣分壓下生長,最終制備出的單晶石墨烯第一層尺寸相對于傳

4、統(tǒng)制備方法提高100%,并且僅有一個多層形核點,多層尺寸相對于傳統(tǒng)制備方法降低50%。同時,根據(jù)氫氣對石墨烯的影響,在優(yōu)化條件200標準狀態(tài)下立方厘米每分鐘(standard-state cubic centimeterper minute,sccm)氫氣、0.3 sccm甲烷下延長生長時間獲得單個晶疇大小達到毫米級別的連續(xù)多晶石墨烯薄膜,極大地減少了一般CVD方法所制備的多晶石墨烯薄膜中疇界的數(shù)量。
  隨后,本文另外采用“多點

5、形核”方法,通過對普通購買渠道可獲得的銅襯底進行了一個簡單的預加熱處理,使得銅表面形成一層氧化物,從而在高溫加熱的過程中降低了銅表層的熔點,然后重構(gòu)出具有較低能量的銅(111)晶向,進而再進行石墨烯生長,不僅可以降低石墨烯的成核密度,而且可以使生長在重構(gòu)后較大銅晶粒上的石墨烯取向一致。這些取向一致的石墨烯連在一起時交界處沒有疇界,因此當它們連在一起時,即可形成一片大面積的單晶石墨烯。此方法實現(xiàn)了較簡單的實驗操作即可在價格低廉的普通銅箔上

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論