氧化锌衬底上化学气相沉积法制备石墨烯研究

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1、单位代码：10293密级：公开硕士学位论文论文题目：氧化锌衬底上化学气相沉积法制备石墨烯研究学号1010030911姓名任明伟导师李兴鳌学科专业光学研究方向光电子功能材料、性质与器件申请学位类别理学硕士论文提交日期2013.2.26ResearchonthepreparationofgrapheneonZincoxidesubstratebyCVDmethod↑ThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofscienceByRe

2、nMingwei，Supervisor:Prof.LiXingaoFebruary2013南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：____任明伟____日期：__2013-

3、4-9___南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：___任明伟___导师签名：_李兴鳌_日期：_2013-4-9_摘要石墨烯作为一种完美的二维平面材料，从被发现到现在，不论是理论还是实验制备上都处于如火如荼的研

4、究中，鉴于其具有稳定的力学性、优良的传导性、高效的透光性等优异性质在新一代电子器件上将会得到广泛的应用。为了在制备上进一步探索，本论文利用化学气相沉积法，选取苯为碳源，不同的氧化锌为衬底、不同温度、不同碳源流量的情况下生长了石墨烯。在不同的温度下利用反应射频磁控溅射仪器在硅(111)基板上制备氧化锌薄膜。先确定-4制备结晶质量较好的氧化锌薄膜的基本参数：初始真空度为4.0•10pa、工作气压为3.0±0.1pa、氩气流量20sccm、氧气流量15sccm、溅射时间1h、溅射功率200w；并对基片温度分别取室温、150℃、300℃、450℃和600℃

5、。对另一组在300℃、450℃和600℃制备的氧化锌薄膜进行相对应温度真空退火处理1小时。经过XRD、SEM、AFM、四探针等表征手段表明，随着温度的升高，氧化锌结晶质量逐渐变好，在600℃时达到最佳，经过退火处理的氧化锌样品，晶格发生重组使得结晶质量变得更好。利用化学气相沉积法，选择氧化锌作为生长石墨烯的基底，第一部分以基底为变量，分别选择在不同温度条件下生长的氧化锌作为基底，选择出最合适生长石墨烯的氧化锌样品。第二部分在第一组的基础上得到了最合适的氧化锌基底，再探索温度、碳源流量、生长时间等因素对生长石墨烯的影响。利用拉曼光谱仪、SEM、TEM

6、等表征手段测试，得到了最适合生长石墨烯的条件为：基底为在600℃生长并且退火一小时的氧化锌、生长温度为800℃、碳源为苯、反应时间为15min、氩气流量为40sccm。得到的石墨烯为连续非晶棉絮状结构，在氧化锌的模板作用下表面布满褶皱，边缘较薄为少数层石墨烯，中间为多层。关键字：石墨烯，化学气相沉积，氧化锌，磁控溅射，苯IAbstractAsaperfecttwo-dimensionalplanematerial,graphenehavebecomeahotpointbothonthetheoryandpreparation.Itwillbewid

7、elyusedinthenextgenerationelectronicdevicesbecause,ofitsstablemechanicalproperties,goodconductionperformanceandefficienttransmission.In,ordertofurtherexploreonitspreparation,graphenehavebeengrowthbythechemicalvapordepositionmethodundertheconditionofdifferentzincoxide、temperatu

8、re、carbonsourceflow.ZnOthinfilmwaspreparedonthesilicon(111)su