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石墨烯是一种性能优良的光电二维材料,有着高达97.7%的光透过率、超高的电子迁移率和较高的热导率等特点,在光电子器件上的应用价值极高。随着不同尺寸光电子器件的发展,对制备相应尺寸的石墨烯薄膜提出了挑战。目前,工业化制备石墨烯的常用方法是采用化学气相沉积技术在铜、镍等金属基底表面进行制备,但是该技术制备的大多是多晶石墨烯薄膜,晶界的存在降低了石墨烯的优异性能并制约着石墨烯的大规模应用。此外,石墨烯器件的制备往往还需要将CVD制备的石墨烯转移到特定的基底表面,实现其器件性能,这就要求对转移石墨烯所制备的基底质量状况进行有效的成像检测。传统的检测设备昂贵或者需要特定的真空条件,使得石墨烯的检测方式不方便,因此需要发展一种简便而有效的石墨烯成像检测方法。本论文提出一种单晶石墨烯的新型成像检测方式,并主要从化学气相沉积法制备不同尺寸的单晶石墨烯、石墨烯-金基底的制备和表面等离激元成像检测石墨烯这三个方面进行了研究。主要的研究结果如下:(1)研究并获得了利用化学气相沉积法对不同尺寸单晶石墨烯的可靠制备。Ar和O2预处理可以降低石墨烯成核密度、适当的CH4浓度便于单晶石墨烯的生长、压强的大小影响单晶的形貌、生长时间决定了单晶的尺寸。通过对预处理气体及流量、生长压强和时间等参数的调节,获得了 0.01-6mm尺寸单晶石墨烯的可靠制备工艺。此外,本文还对石墨烯制备过程中杂质颗粒的形成机理进行了研究,引入的杂质颗粒可能是由于基底Cu氧化后的结晶颗粒以及石英管在高温条件下硅的脱落。(2)研究并制备了可用于表面等离激元成像系统中的石墨烯-金基底。通过对比表面等离激元成像系统中石墨烯-金基底的四种制备方式:PMMA转移法的无支撑方式、单边支撑方式、四边支撑方式和PDMS辅助AZ5214光刻胶的方式,并经过暗场光学显微镜初步观察得出,采用PMMA转移方法的“单边支撑方式”制备的石墨烯-金基底效果更好,该制备方式同时也为其他新型石墨烯基器件的基底制备提供了较高的参考价值。(3)提出并实现了一种单晶石墨烯的新型成像检测方式。通过金基底上单晶石墨烯在表面等离激元成像系统中的成像检测,并对比金基底上单晶石墨烯的SEM图像,验证了一种通过表面等离激元成像系统对单晶石墨烯成像检测的新型方式。同时,该表面等离激元成像系统还可以检测出石墨烯表面的缺陷及杂质颗粒,并进一步通过实验表明,缺陷的石墨烯会降低表面等离激元成像质量。