Cu箔衬底上石墨烯纳米结构制备-论文.pdf

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1、第31卷第4期材料科学与工程学报总第l44期Vo1．31NO．4JournalofMaterialsScience&EngineeringAug．2013文章编号：1673—2812(2013)04—0489—06Cu箔衬底上石墨烯纳米结构制备葛雯-口斌(浙江大学材料科学与工程学系硅材料国家重点实验室。浙江杭州310027)【摘要】采用低压化学气相沉积法(LPCVD)在Cu箔上制备出了单层石墨烯纳米结构，用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱等对其结构和形貌等进行了表征。在此基础上，通过调节生长参数，制备多

2、种形貌的石墨烯结构，着重探索了在生长温度为1000℃、生长时问为2rain时，CH：H、生长压强和衬底晶体取向对石墨烯初始形貌的影响规律，石墨烯的形貌主要取决于C的扩散／沉积和H对石墨烯的刻蚀，当氢气的刻蚀作用占主导地位时，石墨烯为规则的六边形，当c的扩散／沉积占主导作用时，c沿着特定的方向扩散快，形成花状形貌；而背电子散射衍射(EBSD)研究表明，衬底Cu箔的取向对石墨烯形貌的影响不明显，没有观察到衬底取向与石墨烯结构之间的直接联系。【关键词】石墨烯；CVD；石墨烯形貌中图分类号：TQ127．1；O613．71文献标识码：AG

3、rowthofGrapheneNanostructuresonCuFoilsGEWen，LUBin(StateKeyLabofSiliconMaterials，DepartmentofMaterialsScienceandEngineering，Zh~iangUniversity，Hangzhou310027，China)[Abstract]SinglelayergraphenenanostructureshavebeenpreparedonCufoilsbylowpressurechemicalvapordeposition(

4、LPCVD)，andwerethencharacterizedbyscanningelectronmicroscope(SEM)，atomicforcemicroscope(AFM)andRamanmicroscopy．CVD-growngrapheneexhibitsvariousmorphologiesandshapesbytuninggrowthconditions．WestudiedtheeffectoftheCH4：H2ratio，thetotalgrowthpressureandtheorientationofCus

5、ubstrateongrapheneshapesforthesampleswiththegrowthtemperatureof1000。Candthegrowthtimeof2min．Itisrevealedthatthebalancebetweencarbondiffusi0n／depositionandhydrogenetchingaffectsthegrapheneshapesgreatly，inwhichgraphenepreferredtoformhexagonswhenhydrogenetchingpredomina

6、tedoverCdiffusion／deposition，whiletendedtoformflowerswithconditionsinreverse．Additionally，nodistinctrelationshipisfoundbetweenthegrapheneshapeandtheunderneathgrainorientationofCu．[Keywords]graphene；CVD；grapheneshape于布里渊区的Dirac点，是一种零带隙的半导体，或称士丘半金属。石墨烯材料具有优异的光学、电学、力学、热

7、学等性能，在透明电极、场效应晶体管、探测器。等方石墨烯是由碳原子在二维平面按六方晶格规律排面有着广泛的应用前景。常用的制备石墨烯方法有四布形成的点阵，呈现蜂窝状结构。其导带和价带相交种：微机械剥离法Ⅲ、SiC外延生长法、化学气相沉收稿日期：2012-12—05；修订日期：2012-12—29基金项目：国家自然科学基金资助项目(51002134)，浙江省钱江人才计划资助项目(2011R10044)作者简介：葛雯，女，硕士研究生，主要从事石墨烯材料的相关研究。通讯作者：吕斌，副研究员，E—mail：binlu@ziu．edu．crl

8、。·490·材料科学与工程学报2013年8月积法(CVD)E6]和氧化石墨还原法_7]。其中，化学气相气体，生长20min后使样品快速降温至室温。沉积法(CVD)中的常压和低压CVD法被广泛使用，2．2石墨烯的转移它可以制备出大面积、高质量的晶体石墨烯，被认为是