CVD石墨烯制备及其电学性质的研究

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1、工学硕士学位论文CVD石墨烯制备及其电学性质的研究汤春苗哈尔滨理工大学2015年3月国内图书分类号：TN304工学硕士学位论文CVD石墨烯制备及其电学性质的研究硕士研究生：汤春苗导师：曹一江申请学位级别：工学硕士学科、专业：集成电路工程所在单位：应用科学学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TN304DissertationfortheProfessionalMasterInvestigationonFabricationandElectronicProp

2、ertiesofGrapheneGrownbyCVDCandidate：TangChunmiaoSupervisor：CaoYijiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：IntegratedcircuitengineeringDateofOralExamination：March,2015HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重

3、声明：此处所提交的硕士学位论文《CVD石墨烯制备及其电学性质的研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：汤春苗日期：2015年3月28日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《CVD石墨烯制备及其电学性质的研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的

4、研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于√保密，在3年解密后适用授权书。不保密。（请在以上相应方框内打√）作者签名：汤春苗日期：2015年3月28日导师签名：曹一江日期：2015年3月30日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文CVD石墨烯制备及其电学

5、性质的研究摘要2−1−1理想的单层石墨烯室温下高达15000cmVs的电子迁移率，受到了器件制备领域学者的广泛关注。但是，在生长、转移和测试的过程中非理想因素介入，导致所制备的石墨烯实际迁移率与理想值相距甚远。本文通过对生长、转移及掺杂等工艺的优化，使得石墨烯迁移率得到一定提高。本文首先研究了CVD石墨烯的制备。采用双重抛光预处理工艺对Cu衬底的表面状态进行处理，提高了Cu衬底表面的平整度。同时通过对生长过程中气体组分变化分析，发现随着氢气和甲烷比例增加，石墨烯单晶的形状由边缘很多枝丫的六角雪花状向边缘为

6、直边的六角形过渡。研究表明，衬底表面越平整，石墨烯单晶的边缘越平滑越有利于大面积高质量石墨烯的形成。其次，对PMMA旋涂转速、PMMA浓度、腐蚀液种类、腐蚀液浓度等工艺进行了优化。实验表明，当PMMA浓度为40g/l，三氯化铁浓度为200g/l,旋涂PMMA的转速为2500r时，为最佳转移条件。并通过对转移后石墨烯进行NaOH溶液浸泡处理，使得转移后CVD石墨烯表面残留减少，石墨烯的表面更加干净，同时电学性能得到改善。最后，采用了一种简单有效的石墨烯表面修饰方法，利用抗坏血酸中的羟基提供电子，平衡了生长和

7、转移过程中引入的P型掺杂，部分的还原了石墨烯的本质，使石墨烯的迁移率进一步提高，达到初始值的1.3倍左右，使CVD石墨烯在FET器件方面的应用更进一步。关键词CVD-石墨烯；生长；转移工艺；NaOH溶液；抗坏血酸I哈尔滨理工大学工学硕士学位论文InvestigationonFabricationandElectronicPropertiesofGrapheneGrownbyCVDAbstractTheidealelectronmobilityofmonolayergrapheneatroomtempera

8、ture,upto2−1−115000cmVs,attractsextensiveattentionofscholarsintheelementfabricationfield.However,theinterventionofnon-idealfactorsduringthegrowth,transferandtest,leadstothefardistancebetweentheactualmobilityandideal