石墨烯薄膜制備

第1 章　石墨烯簡介/　001
1.1　發(fā)展歷程 001
1.2　結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 002
1.3　分類及命名 004
1.4　結(jié)構(gòu)表征與性能測量 005
1.4.1 光學(xué)顯微分析 005
1.4.2 拉曼光譜分析 006
1.4.3 電子顯微分析 007
1.4.4 掃描探針顯微分析 008
1.4.5 其他表征技術(shù) 008
1.4.6 電學(xué)性能測量 008
1.5　石墨烯的應(yīng)用 010
1.6　制備方法 011
參考文獻(xiàn) 012

第2 章　化學(xué)氣相沉積技術(shù)/　017
2.1　CVD 的特征、分類及發(fā)展 017
2.1.1 CVD的特征 017
2.1.2 CVD的分類 018
2.1.3 CVD的發(fā)展 020
2.2　CVD 反應(yīng)原理 021
2.2.1 CVD反應(yīng)過程 021
2.2.2 CVD反應(yīng)類型 022
2.2.3 CVD的熱、動(dòng)力學(xué)原理 024
2.3　真空技術(shù)基礎(chǔ) 028
2.3.1 真空的概念及分類 028
2.3.2 真空系統(tǒng)抽氣過程定量描述 029
2.3.3 真空系統(tǒng)及真空泵 031
2.3.4 真空測量及真空檢漏 032
2.4　CVD 系統(tǒng)簡介 034
2.4.1 CVD系統(tǒng)的組成 034
2.4.2 常見CVD系統(tǒng) 035
2.5　CVD 反應(yīng)過程控制 040
2.5.1 CVD反應(yīng)的主要參數(shù) 040
2.5.2 CVD工藝參數(shù)及過程控制 041
2.6　CVD 制備石墨烯概述 042
2.6.1 CVD制備石墨烯的發(fā)展歷程 042
2.6.2 CVD制備石墨烯的分類 044
參考文獻(xiàn) 045

第3 章　石墨烯的成核與生長/　047
3.1　石墨烯CVD 生長過程 047
3.2　氣相反應(yīng) 048
3.3　甲烷的吸附與分解 050
3.4　活性基團(tuán) 052
3.5　石墨烯的成核 055
3.6　石墨烯單晶的生長形狀 060
3.6.1 Wulff構(gòu)型 060
3.6.2 熱力學(xué)平衡結(jié)構(gòu) 060
3.6.3 動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性和生長行為 063
3.6.4 單晶形狀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 064
參考文獻(xiàn) 078

第4 章　石墨烯單晶制備/　081
4.1　石墨烯成核密度的控制 081
4.1.1 基底表面的影響 081
4.1.2 碳雜質(zhì)的影響 082
4.1.3 溫度的影響 086
4.1.4 甲烷和氫氣的影響 088
4.1.5 限域生長 089
4.1.6 氧的影響 090
4.1.7 基底表面鈍化 093
4.1.8 多級(jí)生長 094
4.1.9 定位成核 095
4.2　同取向外延生長 098
4.2.1 大面積Cu (111)單晶基底制備 099
4.2.2 石墨烯的外延生長 103
參考文獻(xiàn) 105

第5 章　石墨烯的層數(shù)控制/　107
5.1　表面控制生長 108
5.1.1 共生長 109
5.1.2 面上生長 111
5.1.3 面下生長 121
5.1.4 影響石墨烯層數(shù)的因素 125
5.2　溶解度控制生長 143
5.2.1 降溫速度控制 144
5.2.2 容量控制 144
5.2.3 溶解度控制 146
參考文獻(xiàn) 148

第6 章　石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移/　151
6.1　聚合物輔助基底刻蝕法 151
6.1.1 PDMS輔助轉(zhuǎn)移 152
6.1.2 PMMA輔助轉(zhuǎn)移 154
6.1.3 TRT輔助轉(zhuǎn)移 157
6.2　聚合物輔助剝離法 157
6.2.1 機(jī)械剝離 158
6.2.2 電化學(xué)剝離轉(zhuǎn)移 161
6.3　直接轉(zhuǎn)移法 166
6.3.1 熱層壓法 166
6.3.2 靜電吸附 167
6.3.3 “面對(duì)面”轉(zhuǎn)移 170
6.3.4 自組裝層 171
參考文獻(xiàn) 172

第7 章　面向工業(yè)應(yīng)用的石墨烯薄膜制備/　175
7.1　低溫制備技術(shù) 175
7.1.1 TCVD法 176
7.1.2 PECVD法 188
7.2　非金屬基底制備技術(shù) 193
7.2.1 半導(dǎo)體/絕緣介質(zhì)基底 193
7.2.2 h-BN基底 209
7.2.3 玻璃基底 211
7.2.4 其他半導(dǎo)體或高k介質(zhì)基底 215
7.3　大面積及工業(yè)化制備 217
7.3.1 片式制備 217
7.3.2 卷對(duì)卷制備與轉(zhuǎn)移 218
參考文獻(xiàn) 223

第8 章　總結(jié)與展望/　228
參考文獻(xiàn) 232