宋瑞利
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刘平
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张柯
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刘新宽
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陈小红
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李伟
,
马凤仓
,
何代华
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2016.01.018
利用化学气相沉积法(CVD法),在金属基底上生长大面积、少层数和高质量的石墨烯是近年来研究的热点.本研究采用CVD法,在常压高温条件下,以氩气为载体、氢气为还原气体、乙烯为碳源,在铜箔表面生长石墨烯.通过扫描电子显微图(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉曼图谱(Raman)分析,发现铜箔表面质量和石墨烯的生长时间对石墨烯的层数和缺陷有较大影响.用20％的盐酸去除铜箔表面的保护膜和Cu2O等杂质,铜箔在1000℃下退火60min可以使铜箔晶粒尺寸增大以及改善铜箔表面的形貌.研究发现生长时间为60s和90s时,制备的石墨烯薄膜对称性良好且层数较少.其中,生长时间为90s时,拉曼表征石墨烯的ID/IG值为0.7,表明其缺陷比较少.
关键词:
石墨烯
,
铜箔
,
化学气相沉积法
,
盐酸
,
生长时间
宋瑞利
,
刘平
,
张柯
,
刘新宽
,
陈小红
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.422
为了制备高质量、少层数的石墨烯薄膜,分别用25％HCl、2 mol/L FeCl3腐蚀液及电化学抛光法处理铜箔,改善其表面平整度,然后利用化学气相沉积法在其表面生长石墨烯.通过调整2 mol/L FeCl3腐蚀铜箔的时间和电化学抛光铜箔的参数,根据SEM表征结果确定出腐蚀时间为30 s,抛光电压为10V,抛光时间为60 s时,铜箔表面最为平整.这些方法处理铜箔后生长的石墨烯经拉曼光谱表征后得出,随着铜箔表面逐渐平整,铜箔表面更易生长出少层数,高质量的石墨烯薄膜.实验中还通过调整化学气相沉积(CVD)炉中通乙烯的时间来制备石墨烯.经SEM和拉曼光谱表征可知,延长生长时间,石墨烯薄膜的层数变厚,生长时间过短则石墨烯生长不连续.生长时间为30 s时,可生长出单层高质量的石墨烯薄膜,且石墨烯薄膜均匀致密;生长时间为60 s时,铜箔表面沉积一层石墨.所以生长单层石墨烯,控制生长时间是必要的.
关键词:
无机非金属材料
,
铜箔
,
石墨烯
,
化学气相沉积法
,
质量
