碳化硅外延石墨烯工藝探討及石墨烯微觀摩擦學性能研究.pdf

1、石墨烯因其獨特的電學、光學、熱學和力學性質(zhì)有望被應用于微電子器件領域，而在SiC襯底上外延石墨烯被認為是制作石墨烯器件最具潛力的方法之一?；谏鲜隹紤]，本文主要研究了在不同SiC襯底上外延石墨烯的工藝條件并對所得樣品進行了表征分析，同時還研究了所得樣品的微觀摩擦學性能。
　　首先，本文從石墨烯獨特的晶格和電子結(jié)構(gòu)出來發(fā)，介紹了石墨烯優(yōu)異的電學性能和其廣闊的應用前景，并對目前制備石墨烯的主要方法進行了簡單分析，闡述了它們各自的優(yōu)缺點

2、。同時還簡要介紹了Raman和AFM等表征分析方法。
　　其次，利用真空碳管爐和管式爐，設計并完成了若干實驗，研究了高溫熱解碳化硅和碳化硅衍生碳兩種不同方法制備石墨烯的工藝條件，在不同襯底、不同工藝條件下得到了不同樣品，并根據(jù)表征分析結(jié)果對生長工藝條件進行了優(yōu)化，得到了針對不同襯底、不同方法的優(yōu)化的工藝條件和參數(shù)。
　　再次，借助 Raman、AFM和 FE-SEM等分析手段，完成了所得石墨烯樣品的表征分析，檢測結(jié)果證實所得

3、樣品為具有較大面積、較高品質(zhì)的石墨烯。研究發(fā)現(xiàn)，碳化硅蓋帽法可以有效的降低石墨烯的生長速率，有利于形成高品質(zhì)、表面相對平整的石墨烯；Cu片可以有效的誘導在6H-SiC(0001)已生成的碳膜中的碳原子重新組合形成石墨烯。
　　最后，采用原位納米力學測試系統(tǒng)研究了所得樣品的微觀摩擦學性能。研究發(fā)現(xiàn)，生長的石墨烯如果不連續(xù)，且表面粗糙度大，不但不會減小基底碳化硅表面的摩擦系數(shù)，反而會將其增大，但連續(xù)的高品質(zhì)的石墨烯的表面摩擦系數(shù)可以達