石墨烯激光化學氣相沉積裝置及關鍵技術研究.pdf

1、基于石墨烯優異的電子、機械、熱學、光學性能以及廣闊的應用前景，自2004年被發現以來迅速成為材料學與物理學領域的研究熱門。目前，制備石墨烯的方法有很多，但是如何實現石墨烯的快速生長、生長區域的可控性、微區生長以及非轉移生長一直是石墨烯在電子器件上應用必須解決的問題。通過對石墨烯多種制備方法的比較，發現激光化學氣相沉積法(Laser Chemical Vapor Deposition，LCVD)是最有可能實現這一要求的方法，本文也將采用該

2、方法進行石墨烯的制備，并對LCVD法制備石墨烯過程中若干關鍵技術進行研究，主要工作有:
　　1、介紹了石墨烯的概念、性質及應用，對當前多種的石墨烯激光法制備技術進行對比和分析，闡述了LCVD法制備石墨烯的優勢及可行性，并且根據LCVD法制備石墨烯的原理自行設計并搭建了實驗平臺，主要包括激光聚焦單元、真空單元、反應源氣體及控制單元、三維運動平臺單元、聚焦光斑測量單元，為石墨烯的LCVD法制備奠定基礎。
　　2、激光聚焦光斑面積

3、的測量是LCVD法制備石墨烯的關鍵問題，采用基于圖像處理的方法對光斑測量單元的硬件和軟件進行詳細設計，根據需要制備的石墨烯納米帶的大小選擇相應的光斑面積，同時對光斑區域的功率密度進行計算，保證基底表面激光照射處具有足夠的能量使溫度迅速達到石墨烯的生長溫度。
　　3、溫度是石墨烯生長的關鍵因素，將直接影響石墨烯制備的層數和質量，因此，采用ANSYS軟件對LCVD法制備石墨烯過程中的光斑照射區域的靜態和動態溫度場分布進行仿真與分析，研