Si和SiO2-Si襯底上石墨烯的生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)表征.pdf

1、石墨烯是一種由碳原子緊密堆積成的單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料，具有許多奇特的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性能，使其在集成電路、功能性復(fù)合材料、儲(chǔ)能材料、催化劑載體等方面具有很廣泛的應(yīng)用前景。目前，已發(fā)展了多種制備石墨烯的方法，如：微機(jī)械剝離法、化學(xué)剝離法、金屬襯底外延法和SiC高溫退火法等。然而，這些方法制備的石墨烯都需要特殊的襯底或者需要把制備的石墨烯轉(zhuǎn)移到絕緣襯底材料上才能進(jìn)行微電子器件的設(shè)計(jì)與利用，并且不能與目前的Si基半導(dǎo)體工藝相結(jié)合。<

2、br>　　 在本文中，我們探索了在Si基襯底和SiO2/Si基襯底上沉積固態(tài)碳原子的方法直接制備石墨烯薄膜，并通過(guò)同步輻射及一些常規(guī)的表征方法研究了薄膜的結(jié)構(gòu)特征，為Si基襯底上制備石墨烯做出了有益的探索。主要的研究工作及結(jié)果如下：
　　 1）在Si（111）襯底表面上在不同的襯底溫度（400、600、700、800℃）下直接沉積固態(tài)碳原子制備石墨烯。利用RHEED、FTIR、Raman和NEXAFS 技術(shù)對(duì)制備的薄膜進(jìn)行了結(jié)

3、構(gòu)表征，結(jié)果表明：在400、600和700℃溫度下制備的薄膜僅為無(wú)定形碳，而只有在800℃溫度下制備的薄膜才具有石墨烯的特征，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在800℃的樣品中有SiC 層生成。因此我們認(rèn)為，襯底溫度對(duì)Si 襯底上石墨烯的形成起重要作用，同時(shí)，SiC 緩沖層的形成對(duì)石墨烯的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。
　　 2）在SiO2/Si襯底上，利用直接沉積固態(tài)碳原子的方法在不同的襯底溫度下（500、600、700、900、1100、1200℃）制備石墨烯薄