石墨烯薄膜制备

第1 章　石墨烯简介/　001
1.1　发展历程 001
1.2　结构与性质 002
1.3　分类及命名 004
1.4　结构表征与性能测量 005
1.4.1 光学显微分析 005
1.4.2 拉曼光谱分析 006
1.4.3 电子显微分析 007
1.4.4 扫描探针显微分析 008
1.4.5 其他表征技术 008
1.4.6 电学性能测量 008
1.5　石墨烯的应用 010
1.6　制备方法 011
参考文献 012

第2 章　化学气相沉积技术/　017
2.1　CVD 的特征、分类及发展 017
2.1.1 CVD的特征 017
2.1.2 CVD的分类 018
2.1.3 CVD的发展 020
2.2　CVD 反应原理 021
2.2.1 CVD反应过程 021
2.2.2 CVD反应类型 022
2.2.3 CVD的热、动力学原理 024
2.3　真空技术基础 028
2.3.1 真空的概念及分类 028
2.3.2 真空系统抽气过程定量描述 029
2.3.3 真空系统及真空泵 031
2.3.4 真空测量及真空检漏 032
2.4　CVD 系统简介 034
2.4.1 CVD系统的组成 034
2.4.2 常见CVD系统 035
2.5　CVD 反应过程控制 040
2.5.1 CVD反应的主要参数 040
2.5.2 CVD工艺参数及过程控制 041
2.6　CVD 制备石墨烯概述 042
2.6.1 CVD制备石墨烯的发展历程 042
2.6.2 CVD制备石墨烯的分类 044
参考文献 045

第3 章　石墨烯的成核与生长/　047
3.1　石墨烯CVD 生长过程 047
3.2　气相反应 048
3.3　甲烷的吸附与分解 050
3.4　活性基团 052
3.5　石墨烯的成核 055
3.6　石墨烯单晶的生长形状 060
3.6.1 Wulff构型 060
3.6.2 热力学平衡结构 060
3.6.3 动力学稳定性和生长行为 063
3.6.4 单晶形状的实验结果 064
参考文献 078

第4 章　石墨烯单晶制备/　081
4.1　石墨烯成核密度的控制 081
4.1.1 基底表面的影响 081
4.1.2 碳杂质的影响 082
4.1.3 温度的影响 086
4.1.4 甲烷和氢气的影响 088
4.1.5 限域生长 089
4.1.6 氧的影响 090
4.1.7 基底表面钝化 093
4.1.8 多级生长 094
4.1.9 定位成核 095
4.2　同取向外延生长 098
4.2.1 大面积Cu (111)单晶基底制备 099
4.2.2 石墨烯的外延生长 103
参考文献 105

第5 章　石墨烯的层数控制/　107
5.1　表面控制生长 108
5.1.1 共生长 109
5.1.2 面上生长 111
5.1.3 面下生长 121
5.1.4 影响石墨烯层数的因素 125
5.2　溶解度控制生长 143
5.2.1 降温速度控制 144
5.2.2 容量控制 144
5.2.3 溶解度控制 146
参考文献 148

第6 章　石墨烯薄膜的转移/　151
6.1　聚合物辅助基底刻蚀法 151
6.1.1 PDMS辅助转移 152
6.1.2 PMMA辅助转移 154
6.1.3 TRT辅助转移 157
6.2　聚合物辅助剥离法 157
6.2.1 机械剥离 158
6.2.2 电化学剥离转移 161
6.3　直接转移法 166
6.3.1 热层压法 166
6.3.2 静电吸附 167
6.3.3 “面对面”转移 170
6.3.4 自组装层 171
参考文献 172

第7 章　面向工业应用的石墨烯薄膜制备/　175
7.1　低温制备技术 175
7.1.1 TCVD法 176
7.1.2 PECVD法 188
7.2　非金属基底制备技术 193
7.2.1 半导体/绝缘介质基底 193
7.2.2 h-BN基底 209
7.2.3 玻璃基底 211
7.2.4 其他半导体或高k介质基底 215
7.3　大面积及工业化制备 217
7.3.1 片式制备 217
7.3.2 卷对卷制备与转移 218
参考文献 223

第8 章　总结与展望/　228
参考文献 232