韦宇冲:铜箔预处理及碳势对常压化学气相沉积石墨烯质量的影响研究论文

韦宇冲:铜箔预处理及碳势对常压化学气相沉积石墨烯质量的影响研究论文

本文主要研究内容

作者韦宇冲(2019)在《铜箔预处理及碳势对常压化学气相沉积石墨烯质量的影响研究》一文中研究指出:目前石墨烯在传感器、光、电、热等领域的应用取得了一定进展,但要提高其使用性能,还需要制备出缺陷密度更小、均匀度更好的高质量石墨烯。本文利用化学气相沉积法在铜箔表面制备石墨烯,通过对铜箔表面进行预处理,引入不同碳势(甲基分压,P(CH3))以及探究氢杂质在石墨烯中的存在方式等方法,并利用扫描电子显微镜、拉曼光谱、紫外-可见分光光度计、四探针方阻测试仪、红外光谱分析仪以及高分辨透射电镜等检测手段对石墨烯的生长行为及质量进行研究,得到以下结论:(1)铜箔在经过长时间的高温退火后,只要晶粒重新再结晶生长达到一定(1 mm)的临界尺寸,表面晶面转向Cu(111)。Cu(111)晶向所占比例随着退火时间的增长温度的升高不断提高,同时伴随晶界宽化,但要在该实验条件下实现100%占比则较为困难。(2)制备石墨烯的碳势(甲基分压,P(CH3))范围在8.81-3.13 Pa之间,该碳势范围下均能生长出石墨烯,其中8.81-4.78 Pa的碳势范围内生长的石墨烯层数相对较多;碳势在4.32 Pa附近生长出无缺陷、高透光度的单层石墨烯;碳势范围在3.97-3.13 Pa之间生长的石墨烯不能完全覆盖铜箔表面。碳势大于8.81 Pa制备出的是非晶碳膜,碳势等于或小于1.87 Pa无法获得石墨烯,该碳势可视为石墨烯生长的一个临界点。(3)在碳势(甲基分压,P(CH3))为4.32 Pa下制备出了单层石墨烯,其透光度大于96%;相比于单层石墨烯,少层石墨烯的导电性能更好,最优制备出了方阻值为639Ω·□-1的少层石墨烯;4.78 Pa碳势下制备的石墨烯样品层数大约3-4层,透光度达到90%以上,方块电阻也较小为762Ω·□-1,同时具备较好透光度与导电性能。(4)实验制备的石墨烯中有C-Hn键的存在,随着制备石墨烯条件中氢气浓度的降低,C-Hn键含量不断提高,因为氢气浓度的降低导致烃基化合物催化作用减小,未能完全转化为碳原子的烃基化合物含量增加。(5)从透射电镜图中发现,确实存在着链状或环状的物质与石墨烯片层相连或悬挂于石墨烯片层上,这些物质极有可能就是烃基化合物,这些烃基化合物的存在使得石墨烯的红外光谱中出现了C-Hn键的特征吸收峰。

Abstract

mu qian dan mo xi zai chuan gan qi 、guang 、dian 、re deng ling yu de ying yong qu de le yi ding jin zhan ,dan yao di gao ji shi yong xing neng ,hai xu yao zhi bei chu que xian mi du geng xiao 、jun yun du geng hao de gao zhi liang dan mo xi 。ben wen li yong hua xue qi xiang chen ji fa zai tong bo biao mian zhi bei dan mo xi ,tong guo dui tong bo biao mian jin hang yu chu li ,yin ru bu tong tan shi (jia ji fen ya ,P(CH3))yi ji tan jiu qing za zhi zai dan mo xi zhong de cun zai fang shi deng fang fa ,bing li yong sao miao dian zi xian wei jing 、la man guang pu 、zi wai -ke jian fen guang guang du ji 、si tan zhen fang zu ce shi yi 、gong wai guang pu fen xi yi yi ji gao fen bian tou she dian jing deng jian ce shou duan dui dan mo xi de sheng chang hang wei ji zhi liang jin hang yan jiu ,de dao yi xia jie lun :(1)tong bo zai jing guo chang shi jian de gao wen tui huo hou ,zhi yao jing li chong xin zai jie jing sheng chang da dao yi ding (1 mm)de lin jie che cun ,biao mian jing mian zhuai xiang Cu(111)。Cu(111)jing xiang suo zhan bi li sui zhao tui huo shi jian de zeng chang wen du de sheng gao bu duan di gao ,tong shi ban sui jing jie kuan hua ,dan yao zai gai shi yan tiao jian xia shi xian 100%zhan bi ze jiao wei kun nan 。(2)zhi bei dan mo xi de tan shi (jia ji fen ya ,P(CH3))fan wei zai 8.81-3.13 Pazhi jian ,gai tan shi fan wei xia jun neng sheng chang chu dan mo xi ,ji zhong 8.81-4.78 Pade tan shi fan wei nei sheng chang de dan mo xi ceng shu xiang dui jiao duo ;tan shi zai 4.32 Pafu jin sheng chang chu mo que xian 、gao tou guang du de chan ceng dan mo xi ;tan shi fan wei zai 3.97-3.13 Pazhi jian sheng chang de dan mo xi bu neng wan quan fu gai tong bo biao mian 。tan shi da yu 8.81 Pazhi bei chu de shi fei jing tan mo ,tan shi deng yu huo xiao yu 1.87 Pamo fa huo de dan mo xi ,gai tan shi ke shi wei dan mo xi sheng chang de yi ge lin jie dian 。(3)zai tan shi (jia ji fen ya ,P(CH3))wei 4.32 Paxia zhi bei chu le chan ceng dan mo xi ,ji tou guang du da yu 96%;xiang bi yu chan ceng dan mo xi ,shao ceng dan mo xi de dao dian xing neng geng hao ,zui you zhi bei chu le fang zu zhi wei 639Ω·□-1de shao ceng dan mo xi ;4.78 Patan shi xia zhi bei de dan mo xi yang pin ceng shu da yao 3-4ceng ,tou guang du da dao 90%yi shang ,fang kuai dian zu ye jiao xiao wei 762Ω·□-1,tong shi ju bei jiao hao tou guang du yu dao dian xing neng 。(4)shi yan zhi bei de dan mo xi zhong you C-Hnjian de cun zai ,sui zhao zhi bei dan mo xi tiao jian zhong qing qi nong du de jiang di ,C-Hnjian han liang bu duan di gao ,yin wei qing qi nong du de jiang di dao zhi ting ji hua ge wu cui hua zuo yong jian xiao ,wei neng wan quan zhuai hua wei tan yuan zi de ting ji hua ge wu han liang zeng jia 。(5)cong tou she dian jing tu zhong fa xian ,que shi cun zai zhao lian zhuang huo huan zhuang de wu zhi yu dan mo xi pian ceng xiang lian huo xuan gua yu dan mo xi pian ceng shang ,zhe xie wu zhi ji you ke neng jiu shi ting ji hua ge wu ,zhe xie ting ji hua ge wu de cun zai shi de dan mo xi de gong wai guang pu zhong chu xian le C-Hnjian de te zheng xi shou feng 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自华南理工大学的韦宇冲,发表于刊物华南理工大学2019-10-23论文,是一篇关于石墨烯论文,化学气相沉积法论文,铜箔预处理论文,碳势论文,氢杂质论文,华南理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自华南理工大学2019-10-23论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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