石墨烯的SiC外延生长及应用课件.pptx

1、石墨烯的SiC外延生长及应用武汉大学物理学院材料专业2012级葛东旭 2014年12月24日一、石墨烯简介一、石墨烯简介结构 石墨烯是由碳原子构成的具有蜂窝状结构的单原子层二维平面晶体，于2004年由英国曼彻斯特大学的安德烈K海姆等利用胶带黏附法成功制备，他们也凭借这一发明于2010年被授予诺贝尔物理学奖。性质常用制备方法应用前景二、碳化硅外延生长法制备石墨烯二、碳化硅外延生长法制备石墨烯碳化硅的晶胞结构碳化硅外延生长的反应过程 碳化硅外延生长制备石墨烯的过程大致可分为两个阶段，一是sp3杂化的SiC键断裂，游离态的硅原子优先升华，二是sp2杂化形式的CC键在衬底经历石墨化过程生成石墨烯。硅面

2、生长与碳面生长改良思路1、前期处理 主要是对衬底的处理，以消除衬底的结构瑕疵对石墨烯生长过程的影响。2、中期处理 主要是通过对Si升华速率的调节，控制石墨烯结构的重组过程。3、后期处理 主要是为了消除缓冲层的影响。前期处理目前常用的前期处理方法 机械抛光法改进方案 氢刻蚀法 SiC(s)+H2(g)CxHy(g)+Si(g)中期处理目前常用的中期处理方法 1、超高真空条件下加热碳化硅 2、高压氩气条件下加热碳化硅改进方案 在气态硅环境下加热碳化硅后期处理目前常用的后期处理方法 氢插入法改进方案 利用其它非金属或金属原子，改变缓冲层性质参考资料 1、石墨烯应用研究进展张文毓（传感器世界2014年第5期）2、SiC基石墨烯材料制备及表征技术研究王党朝（西安电子科技大学 2012年9月）3、石墨烯的SiC外延生长及应用（并续）陆冬梅等（半导体技术37卷第9、10期）4、SiC衬底上石墨烯的性质、改性及应用研究方楠等（化学学报2012年11月刊）