石墨烯納米帶的制備與性能研究.pdf

1、自從2004年科學(xué)家用膠帶法制出石墨烯后，石墨烯就成為近年來的研究熱點。石墨烯是當今所知的所有材料中最薄的，并且石墨烯非常的牢固堅硬。作為一種單質(zhì)，它在常溫下電子傳遞速度比任何已知導(dǎo)體速度都快。石墨烯擁有非常特別的電學(xué)性能、光學(xué)性能以及力學(xué)性能等。而石墨烯納米帶是細條狀的石墨烯，是一種石墨烯衍生的新的一維材料。石墨烯納米帶的帶隙會隨著帶寬的減小而增加，它具有不同于石墨烯的電學(xué)性能。
　　本文采用常壓化學(xué)氣相沉積法以乙醇為碳源在銅基

2、底上生長石墨烯，并將其轉(zhuǎn)移到SiO2/Si基底上。用場發(fā)射掃描電鏡、透射電鏡、拉曼光譜、光學(xué)顯微鏡對所制備的石墨烯進行表征和層數(shù)分析，對轉(zhuǎn)移到不同基底上的不同層數(shù)的石墨烯進行了透光性分析。研究結(jié)果表明，常壓條件下銅箔表面能夠生長出質(zhì)量較高、連續(xù)性較好的單層、雙層至多層石墨烯。分析其生長過程及機理，發(fā)現(xiàn)常壓下銅箔表面石墨烯生長迅速且接近逐層生長。常壓下銅箔表面兩層及兩層以上石墨烯模式同樣為范德華外延生長模式。由于常壓下，分子的擴散平均自由

3、程較小，在銅箔表面附近會有一定濃度未擴散出去的形成石墨烯所必需的碳原子或碳自由基。所以通入一定量的碳源后，在保溫的過程中石墨烯仍然能夠繼續(xù)生長。
　　在能夠生長并轉(zhuǎn)移出大面積、質(zhì)量較高的石墨烯的基礎(chǔ)上，我們以銅納米線為掩模，采用反應(yīng)離子刻蝕法將掩模周圍的石墨烯刻蝕掉。去掉掩模后，最終會在基底上留下寬度和銅納米線直徑相近（200-300nm）且質(zhì)量較好邊緣光滑的石墨烯納米帶。經(jīng)過聚焦離子束沉積Pt將石墨烯納米帶與電極相連后，對其進行