石墨烯薄膜的RF-PECVD法制備及其特性研究.pdf

1、石墨烯具有獨特的二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的物理和化學(xué)特性，被譽為“新材料之王”。近年來，各國的政府、企業(yè)和科研院所對石墨烯的研究極為重視，開啟了石墨烯的研究熱潮?；瘜W(xué)氣相沉積法是大規(guī)模制備高品質(zhì)石墨烯薄膜的最有利方法之一。射頻等離子體增強化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)（RF-PECVD）與傳統(tǒng)CVD方法相比，可以實現(xiàn)更低的生長溫度、更好的節(jié)能和更高的生產(chǎn)效率。利用RF-PECVD系統(tǒng)制備硅、碳化硅等材料已被研究和應(yīng)用多時，并且也可以成功制備碳納米管、金

2、剛石及類金剛石薄膜等碳類薄膜，用該系統(tǒng)制備石墨烯薄膜的研究目前仍存在很大空間，其成膜質(zhì)量有待進(jìn)一步提高，制備工藝參數(shù)對成膜的影響和機理作用等方面的探索需要進(jìn)一步拓展和加深。
　　本文采用射頻等離子體增強化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，通入甲烷提供碳源，以氫氣為輔助氣體，在銅箔和鎳片上成功制備出了石墨烯薄膜，利用正交實驗和控制變量的實驗方法，探究了氣體流量及比例、生長溫度、反應(yīng)壓強、射頻功率、沉積時間、樣品位置等實驗參數(shù)對薄膜生長的影響，根據(jù)場發(fā)

3、射掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜分析（EDS）、原子力顯微鏡（AFM）、透射電子顯微鏡（TEM）、拉曼光譜（Raman）、X射線衍射（XRD）等方法對薄膜樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌表征與分析。此外，對鎳基底上制備得到的石墨烯進(jìn)行了硬度和摩擦系數(shù)測試和分析，對銅基底上生長的石墨烯進(jìn)行轉(zhuǎn)移后測試其透光性。實驗結(jié)果表明，在銅基底和鎳基底上均在較低的生長溫度下成功制備出了以多層為主的石墨烯薄膜，該薄膜能夠有效提高基底的硬度和降低基底的摩擦系數(shù)，并具有良