文档介绍：大面积石墨烯的制备、表征及应用
2012 年 7 月 5 日
应用化学专业课程实践
报告目录:
石墨烯的简介
1
大面积石墨烯的制备
2
石墨烯的表征
3
石墨烯的应用
4
石墨烯的简介:
长的波长起伏会使长程有序的二维晶体受到破损
二维薄膜在有限温度下表现出不稳定性,尤其会发生弯曲现象
Mermin-wagner 理论
弹性
理论
石墨烯的简介:
SiO2
Si
HOPG
透明胶带
高定向裂解石墨
石墨烯的制备:
微机械剥离法
碳纳米管横向切割法
微波法
电弧放电法
光照还原法
石墨氧化还原法
电化学还原法
溶剂热法
液相剥离石墨法
碳化硅裂解法
外延生长法
化学气相沉积法
石
墨
烯
的
制
备
方
法
大面积石墨烯的制备:
外延生长法
化学气相沉积法
大面积石墨烯薄膜的制备
大面积石墨烯的制备—外延生长法
原理
1、清洗
2、浸泡
3、蚀刻
4、吹干
衬底处理
制备步骤
原理
准备工作
制备步骤
外延法
碳化硅外延法
金属外延法
SiC加热
蒸掉Si,
C重构生
成石墨烯

℃蒸Si
℃退火重构得石墨烯
在晶格匹配
的金属上高真空热解含碳化合物
UHV生长室
衬底粗糙度
<,
***、乙醇
超声波洗涤
金属放入UHV
生长室,在金属衬底上热分解乙烯,并高温退火。
得到单层或少层较理想石墨烯,但难实现大面积制备、能耗高、不利转移
单层,生长连续、均匀、大面积
大面积石墨烯的制备—外延生长法
SiC外延单层石墨烯AFM图
Cu外延石墨烯STM图
原子分辨率STM图
大面积石墨烯的制备—CVD法
将碳氢气体吸附于具有催化活性的非金属或金属表面,加热使碳氢气体脱氢在衬底表面形成石墨烯.
原
理
镍膜
铜箔
生长机体
烃类气体
甲烷( CH4)
乙烯( C2H4)
乙炔( C2H2)
碳源
气压
载气
生长条件
温度
大面积石墨烯的制备—CVD法
Cu
Ni