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文檔簡(jiǎn)介
1、石墨烯因其獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)有望被應(yīng)用于微電子器件領(lǐng)域,而在SiC襯底上外延石墨烯被認(rèn)為是制作石墨烯器件最具潛力的方法之一?;谏鲜隹紤],本文主要研究了在不同SiC襯底上外延石墨烯的工藝條件并對(duì)所得樣品進(jìn)行了表征分析,同時(shí)還研究了所得樣品的微觀摩擦學(xué)性能。
首先,本文從石墨烯獨(dú)特的晶格和電子結(jié)構(gòu)出來(lái)發(fā),介紹了石墨烯優(yōu)異的電學(xué)性能和其廣闊的應(yīng)用前景,并對(duì)目前制備石墨烯的主要方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析,闡述了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)
2、。同時(shí)還簡(jiǎn)要介紹了Raman和AFM等表征分析方法。
其次,利用真空碳管爐和管式爐,設(shè)計(jì)并完成了若干實(shí)驗(yàn),研究了高溫?zé)峤馓蓟韬吞蓟柩苌純煞N不同方法制備石墨烯的工藝條件,在不同襯底、不同工藝條件下得到了不同樣品,并根據(jù)表征分析結(jié)果對(duì)生長(zhǎng)工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,得到了針對(duì)不同襯底、不同方法的優(yōu)化的工藝條件和參數(shù)。
再次,借助 Raman、AFM和 FE-SEM等分析手段,完成了所得石墨烯樣品的表征分析,檢測(cè)結(jié)果證實(shí)所得
3、樣品為具有較大面積、較高品質(zhì)的石墨烯。研究發(fā)現(xiàn),碳化硅蓋帽法可以有效的降低石墨烯的生長(zhǎng)速率,有利于形成高品質(zhì)、表面相對(duì)平整的石墨烯;Cu片可以有效的誘導(dǎo)在6H-SiC(0001)已生成的碳膜中的碳原子重新組合形成石墨烯。
最后,采用原位納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)研究了所得樣品的微觀摩擦學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn),生長(zhǎng)的石墨烯如果不連續(xù),且表面粗糙度大,不但不會(huì)減小基底碳化硅表面的摩擦系數(shù),反而會(huì)將其增大,但連續(xù)的高品質(zhì)的石墨烯的表面摩擦系數(shù)可以達(dá)
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