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銅基底上生長石墨烯單晶的研究
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資料類別
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化工建筑畢業(yè)論文（設計） |
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課程(專業(yè))
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應用化學 |
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關鍵詞
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石墨烯單晶|化學氣相沉積法 |
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適用年級
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大學 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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90 （金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word+ppt |
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文件大小
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21060K |
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發(fā)布時間
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2020-01-06 19:53:00 |
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| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
銅基底上生長石墨烯單晶的研究，畢業(yè)論文，共47頁，20347字，附任務書、開題報告、外文翻譯、答辯文稿等。
摘要
作為一種新型的二維材料，在近十年中石墨烯因其各種獨特的性質(zhì)吸引了全世界科學家的目光。超高的電子遷移率，良好的透光性能以及很高的機械強度使其在電子及光學器件的制備領域具有廣闊的應用前景。近來出現(xiàn)的化學氣相沉積法（CVD）更是為大規(guī)模制備大面積、高質(zhì)量的石墨烯鋪平了道路。然而，CVD法制備的石墨烯往往是多晶的，其性質(zhì)受晶界影響很大。因此接下來面臨的挑戰(zhàn)之一就是大晶疇石墨烯單晶的生長。
本文對銅基底上生長石墨烯單晶的最新進展進行了總結。在結合前人之成果的基礎上，采用銅基底（包括固態(tài)銅和液態(tài)銅）催化劑嘗試生長較大晶疇的石墨烯單晶。實驗著重于生長窗口的探索，生長參數(shù)優(yōu)化和結果表征。通過對所獲得的石墨烯單晶進行光學顯微鏡（Optical Microscope, OM）、拉曼光譜（Raman Spectra）和掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）的表征，對石墨烯的生長機理進行了研究，并對影響生長結果的諸多因素給予了解釋。
關鍵詞：石墨烯單晶；化學氣相沉積法；銅基底；生長機理
目錄
第一章 緒論 1
1.1 石墨烯簡介 1
1.1.1 石墨烯的結構和性質(zhì)簡介 1
1.1.2 石墨烯的表征方法 1
1.1.3 石墨烯的制備方法 2
1.2 石墨烯單晶 3
1.2.1 石墨烯單晶簡介 3
1.2.2 石墨烯單晶生長的現(xiàn)狀 4
1.2.2.1 使用電拋光和高壓退火銅生長毫米級單晶 5
1.2.2.2 使用銅卷生長毫米級單晶 7
1.2.2.3 使用再固化銅生長毫米級單晶 8
1.2.2.4 使用富氧銅生長毫米級單晶 10
1.3 論文選題與研究思路 11
第二章 銅基底上生長石墨烯單晶 13
2.1 實驗設備及CVD法生長石墨烯原理簡介 13
2.1.1 實驗設備和材料 13
2.1.2 CVD原理簡介 13
2.2 實驗方案設計 14
2.3 固態(tài)銅基底上CVD法制備石墨烯單晶 15
2.3.1 實驗過程 15
2.3.1.1 基底的前處理 15
2.3.1.2 CVD處理過程 16
2.3.2 固態(tài)銅生長石墨烯單晶生長窗口的探索 17
2.3.2.1 溫度的優(yōu)化 17
2.3.2.2 退火時間的優(yōu)化 18
2.3.2.3 生長氣體流量的優(yōu)化 18
2.3.2.4 生長時間的優(yōu)化 20
2.3.2.5 最優(yōu)條件下的生長結果 20
2.4 液態(tài)銅基底上CVD法制備石墨烯單晶 21
2.4.1 實驗過程 21
2.4.1.1 基底控制 21
2.4.1.2 CVD處理過程 22
2.4.2 液態(tài)銅生長石墨烯單晶生長窗口的探索 22
2.4.2.1 生長氣體流量的優(yōu)化 22
2.4.2.2 生長時間的優(yōu)化 23
2.4.2.3 最優(yōu)條件下的生長結果 23
第三章 銅基底生長石墨烯單晶的機理探討 25
3.1 銅基底生長石墨烯單晶的機理 25
3.1.1 甲烷的高溫催化分解 25
3.1.2 石墨烯單晶的成核與生長 26
3.1.3 氫的作用 27
3.2 降溫過程對石墨烯單晶生長的影響 29
3.2.1 降溫速率對單晶生長的影響 29
3.2.2 降溫時保護性氣氛的影響 30
第四章 總結與展望 33
參考文獻 35
致謝 40
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