等离子体增强化学气相沉积可控制备石墨烯研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯具有超薄的结构、优异的光学和电学等性能,在晶体管、太阳能电池、超级电容器和传感器等领域具有极大的应用潜能。为更好地发展实际应用,高质量石墨烯的可控制备研究尤为重要。等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术具有低温和原位生长的优势,成为未来石墨烯制备方面较具潜力的发展方向之一。本文综述了PECVD技术制备石墨烯的发展,重点讨论了PECVD过程中等离子体能量、生长温度、生长基底和生长压力对石墨烯形核及生长的作用,概述了PECVD制备石墨烯的形核及聚结机制、刻蚀和边缘生长竞争两种不同机制,并指出PECVD技术制备石墨烯面临的挑战及发展。在未来的研究中,需突破对石墨烯形核及生长的控制,实现低温原位的大尺寸、高质量石墨烯薄膜的可控制备,为PECVD基石墨烯器件在电子等领域的应用奠定基础。     

PECVD法制备石墨烯过程中不同生长阶段H2的作用分析

石墨烯作为一种性能独特的新型二维材料,在航空航天、电子器件、医学生物等领域具有巨大的发展潜力。采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法,以铜箔为基底,利用氢气和甲烷混合气体制备了石墨烯,研究了生长及冷却阶段H₂对石墨烯形核及生长的作用机理。结果表明：在PECVD过程中,石墨烯生长前采用H₂等离子体对铜基底预刻蚀会导致基底粗糙度增加,从而产生较多的形核位点,不利于低密度大尺寸石墨烯晶粒的生长;生长过程中H₂会对多层石墨烯刻蚀,较高的H₂流量下可以形成单层石墨烯;生长结束后通入H₂保温一定时间,石墨烯会被刻蚀成条带状,这种刻蚀随着保温时间的延长而加剧。     

MPEE-CVD法可控多层石墨烯制备

石墨烯是有着诸多优异的物理和化学性能的蜂窝状二维晶体材料,在多个领域展现出令人振奋的应用前景。然而,可控制备高质量、大面积石墨烯仍然是一个难题。通过使用市售微波炉改造成的微波等离子体刻蚀辅助化学气相沉积系统(MPEE-CVD),研究等离子体刻蚀对石墨烯生长机制的影响,优化生长条件,成功实现了可控多层石墨烯的制备,为进一步研究多层石墨烯的应用提供了有效和可靠的可控制备方法。     

铜基底上大尺寸石墨烯单晶的化学气相沉积法制备研究进展EI北大核心

石墨烯的优异性能使其有望应用于未来的电子和光电器件中,采用化学气相沉积法进行石墨烯薄膜的可控制备有助于其在高性能器件中的大规模应用。然而多晶结构石墨烯薄膜中的大量晶界阻碍了载流子的快速传输,损害了材料的电学性能。大尺寸石墨烯单晶的获得能够减少薄膜中的晶界缺陷、极大提升石墨烯薄膜的质量。本文综述了大尺寸石墨烯单晶在铜基底上的化学气相沉积法制备研究,主要包括石墨烯晶片形核密度控制及取向一致石墨烯晶片的无缝拼接两种方法。重点从基底处理、反应区碳源分压控制、氧辅助生长等方面阐述了石墨烯单晶生长的不同实现途径、原理和特点。最后,分析目前制备方法中存在的挑战,并展望大尺寸石墨烯单晶的未来发展方向。探究石墨烯单晶的生长机制及动力学有助于实现在不同环境生长的精确控制,批量化低成本工艺开发和在多元化目标基底上的原位制备是实现石墨烯单晶大范围应用的关键。     

原位石墨烯包覆金属复合颗粒的制备与表征

分别采用普通化学气相沉积(CVD)和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在镍粉体颗粒上生长石墨烯的方法,制备出原位石墨烯包覆镍复合颗粒。采用扫描电子显微镜、能谱仪及拉曼光谱仪对两种方法制备的原位石墨烯包覆镍复合颗粒表面石墨烯的形态、分布、结晶质量等特征进行较为系统的测试表征。结果表明,普通CVD法制备的石墨烯沿镍颗粒表面面内生长,较为均匀地包覆着镍颗粒,具有较多褶皱,且石墨烯结晶质量高,缺陷少;PECVD法制备的镍颗粒表面的石墨烯片经较小,呈散乱分布,结晶质量不高,含有缺陷较多。     

微波等离子体化学气相沉积法制备石墨烯的研究进展

微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法具有低温生长、基底材料选择广泛、容易掺杂等优点,是大面积、高速率、高质量石墨烯制备的首选。首先通过比较制备石墨烯的几种主要CVD方法得出MPCVD法的优势,然后阐述了MPCVD法制备石墨烯的研究,最后介绍了MPCVD法制备的石墨烯的应用并对MPCVD法制备石墨烯的发展趋势进行了展望。     

浙江大学石墨烯化学气相沉积生长研究获进展

<正>近日,浙江大学高分子科学与工程学系、硅材料国家重点实验室陈红征教授团队的徐明生教授小组在石墨烯化学气相沉积(CVD)生长方面有新的发现,相关工作发表在《先进材料》上。自2004年揭示石墨烯的优异性能及潜在的应用后,石墨烯受到了科学界和工业界的广泛关注;石墨烯薄膜在柔性透明导电膜等领域市场化应用的前提是高质量石墨烯薄膜的规模化可控制备技术,而可控制备技术的建立需要对石墨烯成     

石墨烯制备的方法、特性及基本原理

石墨烯具有独特的结构和优异的物理、化学性质,石墨烯材料的研究已成为相关研究领域的前沿和热点。石墨烯的质量、产量及应用与石墨烯的制备方法密切相关,当前石墨烯研究的最大瓶颈是石墨烯的大批量及高质量制备不能两者兼顾,其根源在于对各制备方法的基本原理还欠深入研究。介绍了石墨烯的各种制备方法及其相关的基本原理和特性,着重介绍了制备过程中石墨烯分离、形核和生长、还原的基本过程、步骤和机理,并展望了今后石墨烯制备的基本原理及相关研究的前景和发展趋势。     

低温等离子体增强化学气相沉积技术制备碳纳米管

由于等离子体在低温下具有高活性的特点,等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术可显著降低薄膜沉积的温度范围.通常条件下,高质量碳纳米管的生长要求800℃以上的基片温度,若能使该温度降到400℃以下,则对许多应用非常有利,如可以在玻璃基片上沉积碳纳米管场发射电极.目前,碳纳米管基纳电子器件的研制这一课题备受关注,如果能实现低温原位制备碳纳米管,则可能将纳电子器件与传统的微电子加工工艺结合并实现超大容量的超大规模集成电路.本文主要介绍近年来生长碳纳米管所采用的各种等离子体化学气相沉积技术,讨论影响碳纳米管生长特性的几个关键因素.     

MPCVD法制备石墨烯的研究进展

微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法是近年来发展起来的制备石墨烯的新方法,具有低温生长、基底材料选择广泛、容易掺杂等优点,逐渐成为制备高质量石墨烯的主要方法。首先通过分析制备石墨烯的几种主要方法（微机械剥离法、sic外延生长法、化学剥离法、化学气相沉积法）得出MPCVD法相对于其他方法的优势,然后综述了MPCVD法制备石墨烯的研究进展,最后简要列举了MPCVD法制备的石墨烯的应用并对MPCVD法制备石墨烯的发展趋势进行了展望。     

3D打印石墨烯制备技术及其在储能领域的应用研究进展

石墨烯优异的力学和物理性能使其成为理想的储能材料。因结构精确可控,易实现规模化制备,3D打印石墨烯材料有望在储能领域得到广泛应用。本文全面综述了3D打印石墨烯制备技术及其在储能领域的应用研究进展。石墨烯墨水的黏度和可打印性是实现石墨烯3D打印的制约因素。实现工艺简单、浓度可控、无黏结剂石墨烯墨水的规模化打印将成为3D打印石墨烯制备技术未来的研究热点。石墨烯超级电容器、锂硫电池、锂离子电池等储能元件一体化打印成型是3D打印石墨烯在储能领域应用的发展方向。     

化学气相沉积制备大面积高质量石墨烯的研究进展

石墨烯是由单层碳原子紧密堆积形成的一种碳质新材料,具有优良的电学、光学、热学及力学等性质。在众多的石墨烯制备方法中,化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)最有可能实现大面积、高质量石墨烯的可控制备。综述了CVD方法制备大面积、高质量石墨烯的影响因素,包括衬底、碳源及生长条件(气体流量、生长温度、等离子体功率、生长压强、沉积时间、冷却速率等)。最后展望了CVD方法制备石墨烯的发展方向。     

石墨烯制备技术有突破

近日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所低温等离子体应用研究室博士王奇等人，采用低温等离子体技术，成功制备出分散性良好的石墨烯铂纳米复合材料。相关成果已发表在应用物理领域的顶级期刊《应用物理快报》上。据称，这种方法快速、便捷，避免了使用化学还原剂，     

基于专利分析的石墨烯技术创新态势研究

研究了新型二维纳米材料石墨烯的全球研究动态。将石墨烯技术研究按制备和应用两个角度定义了复合材料、传感器、锂离子电池、化学气相沉积制备等12个领域,通过对德温特专利数据库收录的1967~2013年石墨烯技术专利的分析,揭示了专利排名前十名国家(地区)在这些领域开展石墨烯技术创新的动态,以及石墨烯技术研究在各个领域中的发展趋势。研究表明:中、美、韩、日在石墨烯技术研究上表现比较强劲,美、韩的研发重点在大企业,而中国的研发重点在大学;中国的专利主要集中在国内,全球布局能力明显不如美韩;总体来看,整个产业链仍未形成,不具备实现大面积、高质量的工业化生产的成熟技术,石墨烯的可控制备、石墨烯的结构和性质调控以及石墨烯材料的应用等仍然是未来的研究热点。     

电化学法制备石墨烯的研究进展

石墨烯优异的导电、导热、光学和力学性能,使其成为制造新一代电子、光电装置材料的理想选择。因此,高质量、规模化、低成本的石墨烯制备技术研究开发尤为重要。电化学剥离石墨制备石墨烯是一种很有前途的湿化学方法,具有可扩展性、溶液加工性和环境友好性等优点。本文综述了电化学法制备石墨烯技术的研究进展,阐述了电化学法制备石墨烯的机制,重点分析了石墨阳极氧化和阴极剥离过程涉及因素变化对石墨烯的剥离效率及产率、形貌、质量和缺陷程度的影响,简要介绍了电化学法制备功能化石墨烯材料及其应用,并指出电化学法制备石墨烯技术的未来发展方向是电解质体系设计、电解条件优化、剥离机理认识及电解池合理设计等。     

电化学法制备石墨烯的研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯优异的导电、导热、光学和力学性能,使其成为制造新一代电子、光电装置材料的理想选择。因此,高质量、规模化、低成本的石墨烯制备技术研究开发尤为重要。电化学剥离石墨制备石墨烯是一种很有前途的湿化学方法,具有可扩展性、溶液加工性和环境友好性等优点。本文综述了电化学法制备石墨烯技术的研究进展,阐述了电化学法制备石墨烯的机制,重点分析了石墨阳极氧化和阴极剥离过程涉及因素变化对石墨烯的剥离效率及产率、形貌、质量和缺陷程度的影响,简要介绍了电化学法制备功能化石墨烯材料及其应用,并指出电化学法制备石墨烯技术的未来发展方向是电解质体系设计、电解条件优化、剥离机理认识及电解池合理设计等。     

石墨烯的化学气相沉积法制备

化学气相沉积(CVD)法是近年来发展起来的制备石墨烯的新方法,具有产物质量高、生长面积大等优点,逐渐成为制备高质量石墨烯的主要方法.通过简要分析石墨烯的几种主要制备方法(胶带剥离法、化学剥离法、SiC外延生长法和CVD方法)的原理和特点,重点从结构控制、质量提高以及大面积生长等方面评述了CVD法制备石墨烯及其转移技术的研究进展,并展望了未来CVD法制备石墨烯的可能发展方向,如大面积单晶石墨烯、石墨烯带和石墨烯宏观体的制备与无损转移等.     

低温制备高质量多晶硅薄膜技术及其应用

多晶硅薄膜是集晶体硅材料和非晶硅氢合金薄膜优点于一体,在能源科学、信息科学的微电子技术中有广泛应用的一种新型功能材料。本文综述低温（＜600℃）制备高质量多晶硅薄膜技术的研究进展及其应用,着重讨论用等离子体化学气相沉积（PECVD）硅基薄膜固相晶化制备多晶硅技术及其在薄膜硅太阳能电池上的应用。     

石墨烯外延生长及其器件应用研究进展

石墨烯具有优异的物理和电学性能, 已成为物理和半导体电子研究领域的国际前沿和热点之一. 本文简单介绍了石墨烯的物理及电学特性, 详细评述了在众多制备方法中最有希望实现石墨烯大面积、高质量的外延生长技术, 系统论述了不同SiC和金属衬底外延生长石墨烯的研究进展, 并简要概述了石墨烯在场效应晶体管、发光二极管、超级电容器及锂离子电池等光电器件方面的最新研究进展. 外延生长法已经初步实现了从纳米、微米、厘米量级石墨烯的成功制备, 同时可实现其厚度从单层、双层到少数层的调控, 有望成为高质量、与传统电子工艺兼容、低成本、大面积的石墨烯宏量制备技术, 为其器件应用奠定基础.     

石墨烯透明导电薄膜可控制备及实用性研究

新型二维材料石墨烯,因其优异特性被认为是众多领域的理想新型功能材料,其产业化应用是当前及未来的重要研究课题之一。综述了针对性提高石墨烯导电薄膜透光率和导电性能的可控制备的最新研究进展,包括可控制备大尺寸、大面积石墨烯,以及通过掺杂或与其他材料形成复合材料等方法有效提高石墨烯薄膜的光电性能,并对石墨烯透明导电薄膜电极在触摸屏、显示屏等的实用化应用进行了探讨和展望。