單層石墨烯納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、相變及電子輸運(yùn)性質(zhì)研究.pdf

1、石墨烯作為新一代碳基納米材料，自從2004年第一次通過(guò)微機(jī)械剝離的方法成功制備以后，便吸引了大批科研工作者的興趣。作為嚴(yán)格的二維晶體，單層石墨烯呈現(xiàn)出了豐富的物理特性和巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。它已經(jīng)成為材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域里一顆迅速升起的明星。本論文在成功制備不同基底上單層石墨烯的基礎(chǔ)上，主要開(kāi)展了以下研究工作：
　　 1.利用原子力顯微鏡研究了聚合物基底上的石墨烯由于熱膨脹而形成的納米結(jié)構(gòu)。這些納米結(jié)構(gòu)多出現(xiàn)在單層石墨烯的邊界

2、以及少數(shù)層石墨烯和單層石墨烯相連接的臺(tái)階處，進(jìn)一步的分析表明，單層石墨烯上納米結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)是由于單層石墨烯和聚合物之間較大的熱膨脹系數(shù)差別導(dǎo)致的，而少數(shù)層石墨烯上的納米結(jié)構(gòu)則是由于單層石墨烯和少數(shù)層石墨烯的相對(duì)結(jié)構(gòu)改變而導(dǎo)致的。
　　 2.將單層石墨烯夾心在只有幾百個(gè)納米厚度的聚合物基質(zhì)中，利用程序升溫對(duì)樣品進(jìn)行加熱，通過(guò)光學(xué)顯微鏡第一次直接地、實(shí)時(shí)地觀測(cè)到了單層石墨烯由二維晶體卷曲或者折疊成為三維結(jié)構(gòu)的變化。通過(guò)對(duì)折疊區(qū)域的拉曼

3、光譜分析表明，折疊區(qū)域的層與層之間有著很強(qiáng)的電子態(tài)耦合，而經(jīng)過(guò)氧化以后的單層石墨烯即使在更高的溫度下也不發(fā)生類(lèi)似的反應(yīng)，這表明單層石墨烯本身的熱不穩(wěn)定性是相變發(fā)生的內(nèi)因。
　　 3.發(fā)展了一種簡(jiǎn)單有效的PMMA/MMA/PMMA三層光刻膠工藝，不需要借助任何化學(xué)刻蝕，成功的制備了懸浮于SiO2/Si基底上的單層石墨烯器件，石墨烯懸浮的高度為120nm。隨后對(duì)懸浮石墨烯器件進(jìn)行了電子輸運(yùn)測(cè)量，并對(duì)摻雜散射進(jìn)行了探討。通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行