通過水輔助法CVD工藝制備在SiO2/Si襯底上快速生長單層石墨烯薄膜
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通過水輔助法CVD工藝制備在SiO2/Si襯底上快速生長單層石墨烯薄膜
通過化學氣相沉積（CVD）在介質基板上無金屬生長**單層石墨烯膜對于開發(fā)基于高性能石墨烯的電子和光電器件具有重要意義。然而，由于介質基板的催化活性很低（基本可以忽略不計），現(xiàn)有CVD工藝的結構均勻性（生長質量）差，生長速率緩慢。
近日,有課題組報告了一種水輔助法CVD工藝，可以在不使用金屬催化劑，不需要超高溫的條件下，在SiO2/Si襯底上快速生長出單層石墨烯薄膜。即使只有微量的水存在，也能夠形成結構缺陷明顯減少的優(yōu)良石墨烯單層薄膜。
具體實驗過程：用丙酮和異丙醇依次沖洗SiO2/Si（SiO2的厚度為290nm）基板1小時，然后裝入水平熔融石英管（內(nèi)徑為22mm）中, 在Ar中退火10分鐘以除去殘留的有機物質，然后將CH4 / H2的氣體混合物以流速為17.5 / 75sccm通入石英管中，用于石墨烯的生長。通過使用0~20sccm的Ar氣流將水蒸氣注入管中以輔助石墨烯的生長。生長后，關閉CH4 / H2氣流（和用于水輔助生長的Ar氣流）并在Ar中將樣品快速冷卻至室溫。
在SiO2 / Si襯底上水輔助CVD法生長石墨烯的示意圖。通過使用氬氣流將水蒸氣注入石英管中。水浴用于將水源的溫度保持在25℃。
水能夠同時提高石墨烯薄膜的結構均勻性和生長速率，可能因為其溫和的氧化作用和加速從SiO 2 / Si基底釋放氧的作用，并且通過降低生長動力學勢壘使單層石墨烯快速生長。這項工作為介質基板上**石墨烯的**可控CVD生長提供了有利基礎。
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以上資料來自西安pg電子官方生物小編（zhn2020.12.14）
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