石墨烯技术前沿丛书--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