石墨烯-銅體系中氧的誘導成核及氣體滲透行為研究.pdf

1、利用銅基底上化學氣相沉積法已經(jīng)可以獲得高質(zhì)量大尺寸的石墨烯薄膜，但是對于其成核生長的影響因素的研究，依然停留在對實驗結果的反饋上。即使在相似的實驗條件下，各個實驗室合成的石墨烯差異依然非常巨大，說明真正影響石墨烯成核和生長動力學和熱力學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體系中的微量氧元素對于石墨烯的合成會產(chǎn)生重大的影響，因此有必要重點考察氧元素對于石墨烯合成各個步驟的影響，建立石墨烯合成機理與氧分布及濃度的關聯(lián)。

2、
　　石墨烯的抗?jié)B透性能是石墨烯應用的一個重要方面。但是與理想的蜂窩狀碳原子的平面排列相比，實際合成的石墨烯的抗?jié)B透性能要下降很多。之前的工作會將其原因籠統(tǒng)地歸結為石墨烯中缺陷的存在。但事實上，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過程中，重點考察了氧的作用。利用銅基底上石墨

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