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《南京邮电大学》 2013年
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氧化锌衬底上化学气相沉积法制备石墨烯研究

任明伟  
【摘要】:石墨烯作为一种完美的二维平面材料,从被发现到现在,不论是理论还是实验制备上都处于如火如荼的研究中,鉴于其具有稳定的力学性、优良的传导性、高效的透光性等优异性质在新一代电子器件上将会得到广泛的应用。为了在制备上进一步探索,本论文利用化学气相沉积法,选取苯为碳源,不同的氧化锌为衬底、不同温度、不同碳源流量的情况下生长了石墨烯。 在不同的温度下利用反应射频磁控溅射仪器在硅(111)基板上制备氧化锌薄膜。先确定制备结晶质量较好的氧化锌薄膜的基本参数:初始真空度为4.010-4pa、工作气压为3.0±0.1pa、氩气流量20sccm、氧气流量15sccm、溅射时间1h、溅射功率200w;并对基片温度分别取室温、150℃、300℃、450℃和600℃。对另一组在300℃、450℃和600℃制备的氧化锌薄膜进行相对应温度真空退火处理1小时。经过XRD、SEM、AFM、四探针等表征手段表明,随着温度的升高,氧化锌结晶质量逐渐变好,在600℃时达到最佳,经过退火处理的氧化锌样品,晶格发生重组使得结晶质量变得更好。 利用化学气相沉积法,选择氧化锌作为生长石墨烯的基底,第一部分以基底为变量,分别选择在不同温度条件下生长的氧化锌作为基底,选择出最合适生长石墨烯的氧化锌样品。第二部分在第一组的基础上得到了最合适的氧化锌基底,再探索温度、碳源流量、生长时间等因素对生长石墨烯的影响。利用拉曼光谱仪、SEM、TEM等表征手段测试,得到了最适合生长石墨烯的条件为:基底为在600℃生长并且退火一小时的氧化锌、生长温度为800℃、碳源为苯、反应时间为15min、氩气流量为40sccm。得到的石墨烯为连续非晶棉絮状结构,在氧化锌的模板作用下表面布满褶皱,边缘较薄为少数层石墨烯,中间为多层。
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN304.055

【参考文献】
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