氟化石墨烯的制备与氟化石墨烯/石墨烯异质结的表征

摘要

本文研究了在铜衬底上使用化学气相法（CVD）沉积形成单层与多层石墨烯薄膜，将薄膜转移到氧化硅衬底上之后，使用六氟化硫气体，以不同的等离子激发条件对石墨烯薄膜进行氟化，制备得到不同氟化程度的氟化石墨烯薄膜。并对所得的氟化石墨烯薄膜进行拉曼、XPS、方块电阻等方面的表征，着重研究了氟化条件对石墨烯性质的影响，讨论了石墨烯氟化的机理。研究了氟化石墨烯/石墨烯异质结的制备以及在电子器件方面的应用。
　　本研究主要内容包括：⑴采用CVD法生长单层石墨烯以及单晶多层石墨烯，单层石墨烯采用湿法转移以及冒泡法转移；多层石墨烯采用改进的湿法转移方法来获得洁净连续的石墨烯。⑵使用SF6作为气源，使用深刻蚀机产生含氟等离子体轰击石墨烯生成氟化石墨烯。通过控制氟化功率以及时间，发现在氟化率达到15％时趋于饱和，此时表面电阻超过50MΩ/□。采用低氟化功率较长氟化时间可以实现较高氟化率同时对石墨烯破坏程度较低。⑶讨论了水平以及垂直氟化石墨烯/石墨烯的异质结制备方法，即多次转移制备以及氟化多层石墨烯制备。探讨了垂直异质结作为光电探测的应用，针对从紫外到可见光波段进行了测量，光响应度最高可以达到103A/W,并且探究了不同的氟化功率对于光电流的影响，即随着功率上升，光电流逐渐增加并趋于饱和。

目录

声明

致谢

1 绪论

1.1 石墨烯概述

1.2 石墨烯的研究现状

1.3 氟化石墨烯研究现状

1.4 选题意义

1.5 主要研究内容

1.6 本章小结

2 石墨烯的生长，转移与表征

2.1 石墨烯的生长

2.2 石墨烯的转移

2.3 石墨烯的表征

2.4 本章小结

3 石墨烯的氟化与表征

3.1 石墨烯的氟化

3.2 氟化石墨烯的表征

3.3 本章小结

4 氟化石墨烯/石墨烯异质结的制备与表征

4.1 异质结的制备

4.2 异质结的表征

4.3 异质结的应用

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

作者简历及在攻读硕士学位期间主要的研究成果