收藏本站
《湘潭大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

6H-SiC-(0001)表面Graphene成核的第一原理研究

吉璐  
【摘要】: 做为未来制备纳电子器件的目前最引人注意的新型纳米材料——单原子层石墨片(graphene),关于它的各类理论和实验的研究已经成为当今国际上凝聚态物理学领域一个新兴的热点问题。这一新型材料的各种可能的应用都要求人们对其制备技术的物理机制在微观尺度上有着更加准确和深刻的认识。本论文主要涉及的是6H-SiC热蒸发外延制备石墨片时,在生长初期石墨片生长机制的核心问题。 到目前为止,由于实验方法,观测手段的限制,对graphene生长过程的微观机制中的很多问题都没有得到解决。已有的研究给出了多种生长模式,但却没能从原子尺度加以解释说明。本文中,我们采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对6H-SiC的( 3×3)R30o重构面吸附碳原子生长石墨片缓冲层的微观过程从原子尺度进行了系统的理论研究。我们对6H-SiC- ( 3×3)R30o吸附graphene的情况进行了讨论。发现graphene下的Sia原子很难被脱附,却能通过两步置换的过程离开衬底。我们又分别对6H-SiC的( 3×3)R30o重构面进行了单个碳原子,单个硅原子,两个碳原子,三个碳原子的吸附性能进行了计算模拟。单个碳原子与单个硅原子的吸附性能的比对中,我们发现碳原子更易于吸附于6H-SiC- ( 3×3)R30o重构面。同时,我们还结合单个至三个碳原子时的吸附性能研究与相应结构下的置换构型研究,并进一步考察其电荷密度特性,发现Si a原子倾向于与外界C原子进行置换。本文找到可能的6H-SiC- ( 3×3)R30o重构面在graphene缓冲层生产过程中如何扮演着模版作用的微观解释。 另外,针对实验上生长过程中所观测到的在SiC基底的不同区域出现不同生长速度的问题,本文对6H-SiC-(0001)面几种不同的晶体表面进行了比较研究。我们分别考察了它们的几何结构,表面能以及在不同晶面上的吸附作用。为它们对外延制备graphene时所产生的影响进行了分析。计算结果表明6H-SiC-(0001)的6个不同晶体表面S1、S2、S3、S1*、S2*、S3*在几何结构和表面能上存在差异。其中,S1与S1*,S2与S2*,S3与S3*的表面能分别相同。根据表面能的不同,这6类晶体表面可以被分为三组,按表面能由低到高的顺序排列为:S1(S*)S2(S2*)S3(S*)。同时,我们还发现,不同晶面在同一位置吸附原子时也存在着差别。实验上,也只观测到SiC外延生长过程中出现三类不同的生长速率区域,这与我们的结果相符合。因此,我们推测6H-SiC-(0001)面几种不同的晶体表面性质的差异是引起这一实验现象的原因之一。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O613.72

知网文化
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 杨克武,潘静,杨银堂;SiC半导体材料及其器件应用[J];半导体情报;2000年02期
2 唐超;吉璐;孟利军;孙立忠;张凯旺;钟建新;;6H-SiC(000)表面graphene逐层生长的分子动力学研究[J];物理学报;2009年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周小丽;毕红;;磁性Fe_3O_4纳米微粒的水热合成及表征[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年02期
2 李良飞;侯大寅;魏取福;;PET基纳米ZnO膜的溅射沉积及AFM表征[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年03期
3 余龙;费正新;;CuO-SnO_2纳米粉体制备及其气敏元件气敏性能研究[J];兵器材料科学与工程;2006年06期
4 简红彬;康建波;于威;马蕾;彭英才;;SiC薄膜的化学汽相沉积及其研究进展[J];微纳电子技术;2006年01期
5 胡东平,季锡林,姜蜀宁,薛屺;纳米TiC涂层的制备技术研究[J];表面技术;2004年02期
6 刘东亮,金永中,陈敏;纳米Al_2O_3粉末的制备与防团聚研究[J];山东陶瓷;2005年04期
7 肖安国;张儒祥;郝爱平;杨玉;;纳米SiO_2和CaCO_3改性脲醛树脂甲醛含量及性能研究[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2006年04期
8 娄向东;张宁;王晓兵;李新莉;王学锋;;苯甲酸溶胶—凝胶法制备ZnFe_2O_4气敏材料[J];传感器与微系统;2009年02期
9 冯建;张朝平;;十二烷基硫酸钠/正丁醇/正庚烷/水微乳液性质研究[J];日用化学工业;2007年01期
10 李振;张朝平;陈永;;正丁醇对二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠微乳液体系的影响[J];日用化学工业;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 周小丽;毕红;;磁性Fe3O4纳米线的合成与磁性能研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
2 李星国;;纳米材料研究及其应用[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年
3 李新通;江四九;房莉;黄思明;;溶胶-凝胶技术在纺织上的应用现状及前景[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年
4 张家亮;;纳米复合材料对绿色覆铜板的推动[A];第三届全国覆铜板技术·市场研讨会资料集[C];2002年
5 莫尊理;孙银霞;王坤杰;陈红;;纳米复合氧化物的研究进展[A];甘肃省化学会成立六十周年学术报告会暨二十三届年会论文集[C];2003年
6 丁玉洁;董文魁;钟金魁;许力;;稀土氧化物纳米粉的制备技术及应用[A];甘肃省化学会成立六十周年学术报告会暨二十三届年会论文集[C];2003年
7 杨璐;王丽琴;黄建华;;纳米材料在文物保护中应用前景的探讨[A];文物科技研究(第二辑)[C];2004年
8 吕景波;孔峰;王兴权;;微乳液法制备Y-Ba-Cu-O(123)高温超导体[A];中国有色金属学会第十二届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王爱萍;改性纳米二氧化钛薄膜制备及其在模拟海水中光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年
2 曲华;掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响[D];中国海洋大学;2010年
3 周红洋;硫属化合物纳米材料的可控性合成与表征[D];中国科学技术大学;2010年
4 曹霄峰;几种氧化物微纳米材料的制备、表征与性质研究[D];南京大学;2011年
5 李学铭;固体基底辅助水热/溶剂热法制备无机纳米材料[D];昆明理工大学;2010年
6 宋运涛;金属氧化物纳米材料的液相合成研究[D];山东大学;2010年
7 梁生荣;纳米磺酸钙镁复合清净剂的合成、性能与机理研究[D];西北大学;2011年
8 高烨;固体推进剂用无机纳米材料的合成及催化性能的研究[D];吉林大学;2011年
9 夏春辉;纳米TiO_2与新型两亲性酞菁锌光动力抑制肝癌细胞的机制研究[D];吉林大学;2011年
10 马铭;超顺磁性氧化铁和LSMO/BCFO复合多铁薄膜的制备及其物性研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 甘自保;贵金属及其合金/碳纳米管复合材料的制备与表征[D];哈尔滨师范大学;2010年
2 赵紫军;(MCM-41)-La_2O_3纳米复合材料的制备、表征及光学性质研究[D];长春理工大学;2010年
3 栾苗;以水溶性聚合物刷为模板合成银纳米粒子[D];郑州大学;2010年
4 张立平;SiO_2/SiC界面悬挂键及其钝化的第一原理研究[D];大连理工大学;2010年
5 贺明辉;TiO_2、SnO_2复合纳米膜的制备及光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年
6 路绍琰;碱式硼酸镁晶须和六方片状氢氧化镁的水热制备及表征[D];中国海洋大学;2010年
7 李改云;纳米SiO_2分离富集—原子吸收法测定环境水样中痕量银和钯的研究[D];湘潭大学;2010年
8 綦鹏飞;锂吸附材料的制备及其吸附性能研究[D];中国海洋大学;2010年
9 连文平;纳米材料的制备及在分析化学中的应用[D];江西师范大学;2010年
10 王倩;贵金属纳米粒子/一维结构纳米复合材料的设计、合成及应用[D];安徽师范大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐忠华;裘国仁;蒋百灵;关世俊;;D型石墨含量对灰铸铁强度的影响[J];铸造技术;1986年01期
2 黄宗清;;灰口铸铁淬火硬化的工艺探索[J];重庆工商大学学报(自然科学版);1988年02期
3 毛玲;邢立宏;张金选;;石墨中渗钴的实验研究[J];陕西师范大学学报(自然科学版);1990年01期
4 乔进国;郝延宏;王晓林;张杰;张敏之;许景峰;;随流孕育对WD615飞轮金相组织和断面敏感性的影响[J];铸造;2008年01期
5 贾海香;;石墨/PMMA的制备与表征[J];山西化工;2011年01期
6 王海涛;张毅;;石墨的存在形态对铸铁性能的影响[J];机械研究与应用;2006年01期
7 蒋建清;定向凝固Fe—C共晶合金的组织参数与拉伸特性[J];金属学报;1993年09期
8 余江龙,黄大文,郑航,宫朝选,吴世峰;在铸造过程中实施渗碳的效果及机理[J];铸造技术;1994年05期
9 焦桓,周万城;CVD法快速制备SiC过程分析[J];西北工业大学学报;2001年02期
10 叶东忠,阮玉忠,杜育红,王成勇,陈代文;SiC窑具材料浸渍AlPO_4溶液对材料抗氧化性的影响[J];福州大学学报(自然科学版);2001年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姚曼;赵海晶;高晓;王旭东;;石墨烯分子结构热稳定性和电子特性[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
2 陈强;李兴存;雷雯雯;赵侨;桑立军;刘忠伟;王正铎;杨丽珍;;等离子体辅助原子层沉积设备、薄膜制备及性能测试[A];第十五届全国等离子体科学技术会议会议摘要集[C];2011年
3 贺江平;陈星运;舒远杰;;纳米石墨片/环氧树脂高导电率复合材料的制备和性能[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
4 张甲;胡平安;王振龙;李乐;;石墨烯制备技术与应用研究的最新进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
5 李硕;Matti Putkonen;刘春亮;;原子层沉积技术在非IC领域应用的现状与展望[A];TFC’09全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2009年
6 熊玉卿;罗崇泰;王多书;;原子层沉积技术及其应用前景[A];中国真空学会2008年学术年会论文摘要集[C];2008年
7 李逢彬;汪勇;;以溶胀介孔化的嵌段共聚物为模板用原子层沉积方法制备三维连通的介孔氧化物薄膜的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
8 陈强;桑利军;杨丽珍;刘忠伟;王正铎;;ECR等离子体辅助原子层沉积氧化铝形貌和结构的研究[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
9 王圣楠;王锐;张冬冬;曾丽金;王小伟;郭延军;裘晓辉;;氧化/还原石墨烯的结构和局域电学性质研究[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
10 徐敏;张卫;孙清清;丁士进;王季陶;;Si衬底上原子层淀积Al_2O_3薄膜的界面层抑制[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报特约撰稿 吴康迪;石墨烯 何以结缘诺贝尔奖[N];计算机世界;2010年
2 本报记者 刘霞;石墨烯是神奇材料吗?[N];科技日报;2011年
3 CNE记者 赵坤;石墨烯:备受争议的“神奇”材料[N];中国电力报;2011年
4 赵艳秋 穆强 编译;原子层淀积点亮超薄薄膜未来[N];中国电子报;2002年
5 本报记者 穆强;SICA:在产业中“纵横”[N];中国电子报;2002年
6 本报记者 陈德钦 实习记者 一木;SIC北欧之声:音响业正在升起的明星[N];中国电子报;2002年
7 记者 卢洁葵 杜大健;南昌移动实施“SICS”计划见成效[N];人民邮电;2002年
8 陈路 一木;SIC逐鹿音响市场[N];中国电子报;2002年
9 ;相关上市公司分析[N];证券时报;2000年
10 陈丹;《科学美国人》杂志点评2006[N];科技日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐亚男;石墨烯边界的动力学行为研究[D];吉林大学;2011年
2 吕敏;双层石墨烯的电和磁响应[D];中国科学技术大学;2011年
3 陈小乙;石墨烯的功能化改性及应用研究[D];复旦大学;2012年
4 方明;石墨烯基纳米复合材料的制备及性能[D];复旦大学;2011年
5 徐宇曦;功能化石墨烯的制备、组装及其应用[D];清华大学;2011年
6 侯栋;有机自由基修饰对石墨烯条带自旋特性影响的第一性原理研究[D];山东大学;2012年
7 谌雄文;石墨烯介观纳米结构量子输运与调控研究[D];湖南师范大学;2012年
8 曹也文;功能化石墨烯的制备及在高性能高分子材料中的应用[D];复旦大学;2012年
9 盛威;纳米体系电子态和电荷/自旋输运性质的第一性原理研究[D];复旦大学;2010年
10 邹文斌;几种无机纳米粒子/(氧化)石墨烯复合材料的制备及性能研究[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吉璐;6H-SiC-(0001)表面Graphene成核的第一原理研究[D];湘潭大学;2010年
2 陈润乾;基于密度泛函的SiC异质结研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 朱授恩;大面积制备石墨烯及其转移方法的研究[D];吉林大学;2010年
4 黄鹤;4H-SiC材料中刃型位错的理论研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 高双红;石墨烯量子点的磁性以及石墨烯储锂性质的理论研究[D];西北大学;2011年
6 邹燕;功能化石墨烯气敏特性的理论研究[D];曲阜师范大学;2011年
7 王晨曦;大面积、高质量石墨烯化学气相沉积法制备[D];中国科学技术大学;2010年
8 苗伟;石墨烯制备及其缺陷研究[D];西北大学;2011年
9 甘晓初;低温条件下高品质石墨烯的合成及其在水污染处理中的应用[D];中国科学技术大学;2011年
10 高超;带状石墨烯边界调控的第一性原理研究[D];华东师范大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026