基于圖形化襯底的石墨烯定點制備及應(yīng)用研究.pdf

1、石墨烯是由碳原子sp2雜化組成的單原子層二維蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。自2004年第一次制備成功以來，石墨烯引起了科學(xué)家們極大的研究興趣。由于其超高的載流子遷移率和出眾的物理特性，石墨烯在電子應(yīng)用方面被當(dāng)作是一種極具發(fā)展前途的新材料。石墨烯的制備方法包括機械剝離、熱分解SiC、化學(xué)氣相沉積(CVD)等。其中，通過CVD方法制備大面積、高質(zhì)量石墨烯在電子器件應(yīng)用方面有很大潛力。但是，在將石墨烯應(yīng)用于器件中時，通常需要一個依托于聚甲基丙烯酸甲酯(PMM

2、A)的轉(zhuǎn)移過程，而在轉(zhuǎn)移之后移除PMMA時會對石墨烯造成破壞，形成裂縫，而且轉(zhuǎn)移過程的殘留污染物也會降低石墨烯的質(zhì)量，進而影響基于石墨烯制造的電子器件的性能。
　　在CVD過程中，使用圖形化襯底催化劑來實現(xiàn)指定幾何形狀的石墨烯定點制備，由此生長的石墨烯可以通過相應(yīng)的催化劑襯底來控制其大小、形狀，以滿足器件制造過程中對石墨烯的要求，此種方法還可以避免石墨烯轉(zhuǎn)移過程中的污染，確保石墨烯的質(zhì)量。但是，在Cu薄膜(＜1000 nm)上制備

3、石墨烯還沒有被廣泛研究過。本文的主要內(nèi)容是通過CVD方法在圖形化Cu薄膜上制備石墨烯，旨在獲得一種能夠滿足電子器件應(yīng)用的少層石墨烯-金屬結(jié)構(gòu)。
　　我們進行了一系列實驗來優(yōu)化在圖形化Cu薄膜上制備石墨烯的CVD過程，并得出了最佳的石墨烯生長條件。最終，經(jīng)由光學(xué)顯微鏡和拉曼光譜儀的表征，我們確定制備出層數(shù)很少的石墨烯。之后，借助原子力顯微鏡(AFM)的超高分辨率導(dǎo)電顯微技術(shù)(ORCA)來測試金屬-石墨烯結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率。結(jié)果顯示，通過上