氮化硼-石墨烯復(fù)合薄膜的制備及表征.pdf

1、石墨烯具有極高的載流子遷移率，優(yōu)異的熱導(dǎo)率以及極高的機(jī)械強(qiáng)度，這些優(yōu)點(diǎn)使石墨烯在電子器件方面的應(yīng)用有著極大的潛力和研究?jī)r(jià)值。六方氮化硼薄膜為襯底的石墨烯具有遠(yuǎn)高于硅片上面的載流子遷移率以及氮化硼薄膜本身的熱穩(wěn)定性和深紫外吸收性能，使氮化硼/石墨烯薄膜不僅在高頻電子器件領(lǐng)域，在紫外光探測(cè)器件方面也具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。?fù)合薄膜材料作為準(zhǔn)二維材料，其性能與復(fù)合薄膜的表面形貌、分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分關(guān)系密切。因此，本課題研究不同濺射工藝和退火溫度對(duì)

2、氮化硼薄膜的表面形貌、化學(xué)成分、分子結(jié)構(gòu)等方面的影響。然后以射頻磁控濺射制備的氮化硼薄膜為襯底用低壓化學(xué)氣相沉積法沉積石墨烯，形成氮化硼/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)薄膜，探討其質(zhì)量和生長(zhǎng)機(jī)制。最后，擇優(yōu)與鎳薄膜上制備的石墨烯進(jìn)行對(duì)比分析。
　　研究結(jié)果表明，濺射氣壓為0.5 Pa，濺射功率為100 W，濺射時(shí)間為30 min的氮化硼薄膜表面起伏小，粗糙度極低，紫外吸收效果最好。隨著濺射功率增加，氮化硼薄膜表面粗糙度逐漸增大，薄膜的透光率降低，

3、而且氮化硼薄膜內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)隨濺射功率增大向立方相轉(zhuǎn)變?；诇囟群蜑R射功率對(duì)制備的氮化硼薄膜的紫外光吸收限有較大影響。
　　濺射時(shí)間為30 min，濺射功率為100W，沉積時(shí)間為120 min，沉積溫度為1000℃時(shí)，石墨烯缺陷水平較低，質(zhì)量較好。沉積溫度和降溫速度對(duì)石墨烯的生長(zhǎng)有較大影響，當(dāng)快速降溫時(shí)，氮化硼表面未能及時(shí)析碳，致使石墨烯不能成功生長(zhǎng);緩慢降溫時(shí)薄膜表面生長(zhǎng)石墨烯，猜測(cè)薄膜表面是先形成碳化物然后在降溫時(shí)析碳的生長(zhǎng)機(jī)