發(fā)布時(shí)間：2024-06-04 22:10

　　本研究介紹了在較低的溫度條件下,利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法成功實(shí)現(xiàn)在單晶硅襯底上生長(zhǎng)高質(zhì)量石墨烯納米墻。系統(tǒng)地研究了生長(zhǎng)溫度、生長(zhǎng)時(shí)間及射頻功率等對(duì)硅基石墨烯納米墻微觀結(jié)構(gòu)的影響。利用包括拉曼光譜在內(nèi)的多項(xiàng)技術(shù)表征石墨烯納米墻的質(zhì)量及尺寸大小。研究發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高、生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)和射頻功率增大,石墨烯納米墻的密度和尺寸也隨之增大。通過優(yōu)化工藝條件,成功制備出高密度、大尺寸、均一的硅基石墨烯納米墻材料。并且,高質(zhì)量的石墨烯納米墻超大比表面積及大量晶界堆疊形成的缺陷大幅提升了濕度傳感器的性能。

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖2不同射頻功率的（a)Raman測(cè)試結(jié)果；（b）接觸角測(cè)試結(jié)果；（c～e)SEM測(cè)試結(jié)果

PECVD法制備石墨烯納米墻的過程中，射頻功率嚴(yán)重影響石墨烯納米墻的質(zhì)量，圖2分別探索了生長(zhǎng)時(shí)間為25min，溫度為600℃，不同射頻功率對(duì)石墨烯納米墻質(zhì)量的影響。圖2(a）射頻功率分別為250、300和350W的拉曼光譜，光譜中I2D/IG增大，而ID/IG卻降低，表明由于射頻....

圖3不同溫度下制備的石墨烯納米墻SEM結(jié)果（a)500℃；（b)550℃；（c)600℃；（d-f）與溫度相對(duì)應(yīng)的SAED結(jié)果

利用石墨烯納米墻制備了石墨烯納米墻基濕度傳感器，用以監(jiān)控空氣環(huán)境中的相對(duì)濕度。通過探究其在不同濕度下I-V曲線的變化，得到了電流-濕度之間的線性關(guān)系。圖5(a）為在相對(duì)濕度（RH）分別為0%、1%、5%、10%的空氣環(huán)境中的I-V圖譜，從圖中可以明顯看出不同相對(duì)濕度空氣中相同電壓....

圖4高密度大尺寸的石墨烯納米墻材料表征照片

圖3不同溫度下制備的石墨烯納米墻SEM結(jié)果（a)500℃；（b)550℃；（c)600℃；（d-f）與溫度相對(duì)應(yīng)的SAED結(jié)果4結(jié)論

圖5（a）實(shí)驗(yàn)制備的硅基石墨烯納米墻材料對(duì)不同相對(duì)濕度空氣的I-V曲線；（b）輸入電壓為2.8V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流值

通過研究不同生長(zhǎng)參數(shù)對(duì)石墨烯納米墻生長(zhǎng)的影響，成功獲得了高密度、大尺寸、均勻分布的三維納米結(jié)構(gòu)。并且基于該材料制備出高性能濕度傳感器，研究了RH為0%～10%濕度范圍內(nèi)石墨烯納米墻材料的電導(dǎo)率。本實(shí)驗(yàn)不僅克服了熱CVD法制備石墨烯的諸多困難，而且成功將獨(dú)特的石墨烯納米墻三維結(jié)構(gòu)應(yīng)....

本文編號(hào)：3989237