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CVD石墨烯的生长及拉曼光谱研究

CVD石墨烯的生长及拉曼光谱研究


陈玉明
【摘要】:化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition, CVD)制备的石墨烯具有质量高、尺寸大、层数可控等优点,已成为石墨烯薄膜大规模生长的主要方法。石墨烯优异的电学性能、光学性能也使得其在光电领域有着广泛的应用前景。优化石墨烯的生长条件,降低铜箔表面石墨烯的形核密度是提高石墨烯质量的有效途径。在生长石墨烯的过程中,样品经常会出现双层或多层区域,而这些多层区域中石墨烯的层间堆垛方式,也就是层间扭转角度不尽相同。扭转角度的差异则会对石墨烯的电学、光学性质造成重要的影响。本论文首先探究了双氧水处理(包括溶液浓度及处理时间)对铜箔表面石墨烯形核密度的影响,并从铜箔表面含氧量和粗糙度这两个角度分析其影响机制。实验中发现双氧水溶液处理铜箔可以有效降低石墨烯的形核密度。另外,我们研究了双层石墨烯的层间扭转角度对其拉曼信号的影响,实现了双层石墨烯层间扭转角度及其分布的快速识别。通过理论计算,我们还证明了双层大角度石墨烯拉曼光谱中的D-like峰并不是由石墨烯中缺陷所导致的。最后我们利用石墨烯与n型重掺杂硅制备得到了太阳能电池,并通过增加石墨烯层数的方法,避免了石墨烯/硅太阳能电池中存在漏电流的现象,提高了器件的性能。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ127.11;O657.37

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