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1、 题 目 化学气相沉积法制备石墨烯的机理分析 材料科学与工程学院 院（系） 材料科学与工程 专业 学 号 12009317 学生姓名 陈玉明 指导教师 倪振华 起止日期 2013 年 2 月至 2013 年 6 月 设计地点 田家炳楼 东 南 大 学 毕 业 （设 计）论 文 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的毕业（设计）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，也不包含为获得东南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
2、说明并表示了谢意。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 东 南 大 学 毕 业 （设 计）论 文 使 用 授 权 声 明 东南大学有权保留本人所送交毕业（设计）论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学教务处办理。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 化学气相沉积法制备石墨烯的机理分析 摘摘 要要 自 2004 年英国曼彻斯特大学的两位教授发现了石墨烯， 它以优异的导电性、
3、导热性、 力学性能、光学性能在科学领域引起了广泛的关注。化学气相沉积法是实现石墨烯产业化的最佳选择。这种方法提高了石墨烯的可控性，可以实现高质量、大面积的石墨烯制备。本文首先综述了化学气相沉积法制备石墨烯的微观机理，解释了温度、压强、混气比等参数对石墨烯生长过程的影响。在实验部分，利用低压化学气相沉积法，通过调整温度、压强、混气比等参数，研究石墨烯在不同条件下的形核分布、形核密度以及晶粒直径等生长情况。此外，通过 SEM 观察铜箔折痕、凹陷处石墨烯的形核特点，分析铜箔表面对石墨烯生长的影响，并分析石墨烯表面的白点的成分与影响，通过调整实验方案，降低白点影响。生长完成以后，通过光学显微镜、RAM
4、AN、分光光度计、四探针等的表征和分析，优化石墨烯的生长参数，从而获得具有大晶粒的单层石墨烯，提高石墨烯的质量，为石墨烯在电子器件等领域的应用提供坚实的基础。 关键词关键词:石墨烯；低压化学气相沉积法；机理；温度；气压；混气比 THE MECHANISM OF GRAPHENE GROWTH USING CHEMICAL VAPOR DEPOSITION Abstract Graphene has drew great attention for its intriguing properties including electronic conductivity, thermal condu
5、ctivity, mechanical properties and optical properties since it was synthesized by two professors from Manchester University in 2004. By now, chemical vapor deposition which can control the quality and size of graphene is the best method to realize graphenes industrialization. This report summarizes
6、the mechanism of chemical vapor deposition graphene and explains how temperature, pressure and the ratio of the mixed gas influence the growth of graphene. In the experiment part, the nucleation distribution, nucleation density and the diameter of the grain using various pressures, temperatures and
7、ratios of the mixed gas are studied using low pressure chemical vapor deposition on copper substrate. In addition, the nucleation at fold and groove on the copper surface is observed to tell the effect of copper quality on graphene growth. We analyze the ingredient and influence of the white point o
8、n copper surface whose impact is reduced by adjusting the experiment scheme. After the growth, the characterization and analysis of the graphene using optical microscopy, RMMAN spectroscopy, UV spectrophotometer and four point probe method helps me optimize the growth parameter getting big grain siz
9、e and high quality single layer graphene. High quality of graphene will lay a solid foundation for graphenes application in the field of electronic device. Key words: graphene; low pressure chemical vapor deposition; mechanism; temperature; pressure; the ratio of the mixed gas目录目录 摘 要 . Abstract . 第一章 绪论 .1 1.1 引言 .1 1.2 石墨烯的结构与性质 .1 1.3 石墨烯的制备 .2 1.3.1 微机械剥离法 .2 1.3.2 氧化还原法.2 1.3.3 SiC 外延生长法 .2 1.3.4 化学气相沉积法 .3 1.4 石墨烯的表征.4 1.5 关于石墨烯的工作 .5 1.5.1 石墨烯透明导电薄膜 .5 1.5.2 石墨烯传感器 .5 1.5.3 石墨烯场效应晶体管 .5 第二章 CVD 石墨烯生长机理分析 .
