固态碳源温度对法CVD生长石墨烯薄膜影响的研究
2015-03-25 尤佳毅 南京航空航天大学材料科学与技术学院
以聚苯乙烯为固态碳源，抛光铜箔为衬底，通过改变固态碳源的温度探索了固态碳源温度对双温区化学气相沉积法生长石墨烯的影响。样品采用拉曼散射光谱、紫外-可见分光光度计和扫描电子显微镜进行了表征。结果表明，固态碳源温度的变化直接影响了气相碳源浓度，通过控制固态碳源温度，可以控制所得石墨烯的层数。固态碳源动态变温生长能够在生长的起始阶段降低石墨烯形核密度，同时打破晶粒长大时氢气刻蚀速率与石墨烯生长速率的动态平衡，可以有效地提升石墨烯的覆盖率。最终在衬底温度为1000 ℃条件下使用固态碳源动态变温制备了I2D /IG达到2. 91，透过率为97.6% 的高质量单层石墨烯薄膜。
纳米原料原料是由碳原子核优势互补堆垛而成的二维蜂窝状机构，有着相当不错的电学、光学原料和热学效能，自其被同学类所出现十八大以来便感受到了比较广泛的重视。纳米原料原料有着高载流子迁出率、高比外壁积、高互动交流率及发高热导率等有用行业前景的因素，如今己成功将其用于太阳系能锂电池、感测器器、复合原料原料、光促使等范畴。 近些近些年来化学工业园液相的堆积(CVD) 法治建设备石墨稀材料已快速发展为提纯大建筑面积优的质量水平石墨稀材料的最注意是的最简单的步骤。反馈进程中 中最注意是的为含无定形碳合物被输料至衬底单单从外表后被衬底常温作业分析后确认崔化反应反应植物的植物的种植期制度化甚至融解进行析晶制度化受到石墨稀材料。阶段石墨稀材料的研究探讨中常会根据的植物的植物的种植期制度化最注意是的有衬底崔化反应反应制度化甚至衬底融解进行析晶制度化。高压气科技网(//crazyaunt.cn/)而言在这当中单单从外表崔化反应反应制度化以物美价廉Cu 衬底为带表，最注意是的不可逆性为碳源常温作业分析并在衬底崔化反应反应的作用下脱氢养成含碳生物基团，当含碳生物基团在衬底上当年度触达必须盐浓度后便在衬底单单从外表形核植物的植物的种植期，养成石墨稀材料贴膜和珍珠棉。单单从外表崔化反应反应制度化通过其实时控制性强、制取石墨稀材料的质量水平好等竞争优势在CVD 法植物的植物的种植期石墨稀材料的进程中 中受到了丰富应用领域。但是如何提升石墨稀材料的合并率和晶粒度规格一种是石墨稀材料工业园化生產遇到的有一话题。中心句最注意是的深入研究了固态硬盘安装硬盘安装源室温变迁对石墨稀材料植物的植物的种植期的直接影响，并分为固态硬盘安装硬盘安装源动态的变温的最简单的步骤植物的植物的种植期了石墨稀材料，合理提升了所述石墨稀材料贴膜和珍珠棉的合并率。 1、实验性 本试验使用双工作水温差值的CVD 管式炉对其进行纳米材料材料材料的产生，使用的衬底为铜箔，铜衬底先根据机打蜡 剂及有机化学工业打蜡 剂选择性打蜡 剂，使铜箔表面层通病降低并在产生纳米材料材料材料前在衬底工作水温1000℃下30 min，使铜晶粒度萌发，降低晶界等纳米材料材料材料非常容易形核的位置，降低产生纳米材料材料材料全过程中的形核体积。以来在衬底工作水温1000℃前提下，在打蜡 剂后的铜衬底上制作纳米材料材料材料。试验装置结构类型如同1 如下图所示，碳源为的质量为15 mg 的聚苯乙稀，产生紧张感中氯气的流量的为100 mL/min( 规范标准形态) ，氩气的流量的为300 mL/min，产生汽压为100 Pa，产生时刻为30 min，nvme固态硬盘碳源工作水温为190 ～240℃。这其中管路径为64 mm，衬底身处恒工作水温段长度为150 mm，升温区440 mm，nvme固态硬盘源差距衬底420 mm。
本文采用聚苯乙烯作为固态碳源，在铜衬底上采用双温区CVD 法生长了石墨烯。通过改变固态碳源温度，研究了固态碳源温度变化对所得石墨烯薄膜的影响。实验结果表明，固态碳源温度的变化直接影响到气态碳源浓度，通过控制固态碳源温度，可以有效控制所得石墨烯的层数。在衬底温度为1000℃，聚苯乙烯的质量为15 mg，生长气氛中氢气流量为100 mL /min，氩气流量为300 mL /min，生长气压为100 Pa，生长时间为30 min，固态碳源温度为210 ℃的条件下得到了质量较好的单层石墨烯。当固态碳源温度提升到220℃和230℃时分别得到了2 层和3 层的石墨烯。采用固态碳源动态变温生长能够在生长的起始阶段降低石墨烯形核密度，同时打破晶粒长大时氢气刻蚀速率与石墨烯生长速率的动态平衡，可以有效地提升石墨烯的覆盖率。通过优化温度区间，在其它条件相同，固态碳源温度改为200 ～240℃动态生长的条件下，制得了I2D/IG达到2.91，2D 峰半高宽为22.7 cm-1，透过率为97.6%的高质量单层石墨烯薄膜。
