基于化学气相沉积法铜基大面积单晶双层石墨烯薄膜的快速生长

通过分段控制甲烷与氢气的流量比以及增加氧气的供应,使用低压化学气相沉积设备(LPCVD)、在40 min的生长时间内、在铜箔上生长出连续的高质量的单晶石墨烯薄膜.研究表明,双氧钝化的使用和调整甲烷与氢气的流量比可以达到石墨烯的最佳成核和生长速率,使得石墨烯可以在短时间内生长为连续的单晶薄膜;石墨烯基场效应晶体管(FET...     

单双层石墨烯的制备及电导特性调控

石墨烯二维材料有着优异的物理、化学特性,在多个科学领域展现出广阔的应用前景.采用化学气相沉积方法在Cu-Ni合金表面制备了二维石墨烯薄膜并揭示其生长机制;研究生长时间、温度等对石墨烯覆盖度和晶格质量的影响.通过优化生长条件,成功制备了大面积单层及具有强烈层间耦合作用的AB堆叠双层石墨烯薄膜.进一步运用表面沉积技术在单层石墨烯上构建零维Au团簇和二维Au薄膜,研究其对石墨烯电导特性的影响;并结合第一性原理计算,揭示Au的形态及覆盖度影响石墨烯电导特性的规律.据此制作了石墨烯场效应晶体管器件,通过精确控制Au的覆盖度,实现石墨烯电导类型和载流子浓度的有效调控,拓展了其在微电子领域的应用.     

化学气相沉积法在金属衬底上制备石墨烯及其H2刻蚀的研究进展

自2004年首次亮相以来,石墨烯由于其优异的电学、光学、机械和化学性能引起了科学界极大的兴趣.目前,化学气相沉积(CVD)法是制备石墨烯的重要并且最有效的方法之一,利用CVD法制备的石墨烯在不同领域有着广泛的应用.本文分析了石墨烯在金属Ni和Cu衬底上的生长机理,介绍了在Cu衬底上利用CVD法制备石墨烯的研究进展,同时,阐述了石墨烯的H2刻蚀现象及相关应用.研究石墨烯的H2刻蚀,能够进一步理解石墨烯的生长机理,更好的促进石墨烯在微电子等领域的发展.     

低压热丝化学气相沉积法快速合成1-2层石墨烯薄膜

利用镍衬底独特的渗碳-析碳机制,分别引入混合气体氢气和乙炔,使用低压热丝化学气相沉积法(LPHFCVD),在镍衬底上生长石墨烯(Graphene)薄膜。通气时长分别为5s,60s,300s,极大地节省了时间和成本。制备的样品分别通过拉曼光谱(Raman),X光电子能谱(XPS),扫描电镜(SEM)等分析表征手段对其结构、形貌、缺陷等进行表征。拉曼光谱表明石墨烯薄膜的D,G,2D峰在不同温度、不同反应时间条件下不同的层数、缺陷密度和结晶质量,其中以950℃,5s的条件制备得到的石墨烯薄膜为1-2层,且缺陷极少,结晶质量很高。XPS的结果进一步确认了按照以上条件制备的石墨烯薄膜具有很高的结晶质量和很低的缺陷密度。SEM则显示了在镍衬底上制备石墨烯薄膜的形貌。     

石墨烯薄膜的生长及结构表征研究

在常压条件下,以铜箔为基底、CH4为碳源,通过化学气相沉积法(CVD)生长出了石墨烯薄膜。利用拉曼光谱、扫描电子显微镜、四探针电导率仪表征分析了产物。结果表明:生长温度为1 000℃,H2流量为60mL/min,CH4流量为2.5mL/min,Ar流量为80mL/min时,在基底表面生长出了连续分布的石墨烯薄膜,且大部分区域为单层,同时结晶程度高缺陷小;转移后的石墨烯薄膜面积大、透光性良好,兼具有良好的导电性,其薄层电阻为1 822Ω。     

Al_2O_3担载Fe化学气相沉积法合成石墨烯

Al2O3担载Fe作催化剂化学气相沉积法400℃下催化裂解乙炔进行反应,反应气氛分别为氢气和氩气,产物通过60℃下36%的浓盐酸中回流进行提纯.样品通过扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜进行了表征.结果表明:当反应气氛为氢气时可以一次性制备均匀性很好的薄膜,其厚度约为3～15nm,层数约8～20层,薄膜之间相互交连在一起,表面有很多褶皱,为典型的石墨烯纳米片的结构;当反应气氛为氩气时,石墨烯纳米片则变成了副产物.     

陶瓷薄膜的气相制备及热力学应用

综述了通过气相法制备陶瓷薄膜的方法,介绍了热力学在薄膜生成时的应用,讨论了基片温度和沉积速率对薄膜结构的影响,并对薄膜与基片间的结合问题进行了简单论述。     

陶瓷薄膜的气相制备及热力学应用

综述了通过气相法制备陶瓷薄膜的方法,介绍了热力学在薄膜生成时的应用,讨论了基片温度和沉积速率对薄膜结构的影响,并对薄膜与基片间的结合问题进行了简单论述。     

石墨烯的制备研究进展

石墨烯是一种二维六边形结构的碳质新材料,因为其优异性能而成为近几年的研究热点.主要介绍了两种石墨烯的常用制备方法:微机械剥离法和化学方法,同时分析了各种方法的优缺点,并对未来的制备方法作了展望.     

中频等离子体化学气相沉积法制备ZnO薄膜

ZnO是一种多功能材料,目前处于世界范围的研究热潮中。为了拓展和改善ZnO的应用,采用中频等离子体化学气相沉积法(MF-PCVD)制备了ZnO薄膜,并研究了衬底温度对晶型和成膜速率的影响．     

沉积电位对ZnO薄膜结构及光电性能的影响

以硝酸锌溶液为电解液,采用电化学沉积方法,在导电玻璃(ITO)上制备ZnO薄膜.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的ZnO薄膜结构和形貌进行表征,并研究薄膜的光电性能.结果表明,通过该方法制备的ZnO具有标准的六方纤锌矿纳米柱状结构,沉积电位为-0.75、-0.80、-0.85 V时,制备的ZnO纳米柱的直径分别为250、400、500 nm,禁带宽度分别为3.12、3.27、3.29 eV,光电流密度分别为1.18、1.07、0.89μA.cm-2.     

Catalyst enhanced chemical vapor deposition of nano-particle nickel films on teflon surface

Films formed with nanosized nickel particles on teflon surface were prepared by means of catalyst enhanced chemical vapor deposition (CECVD) with Ni(dmg)₂, Ni(acac)₂, Ni(hfac)₂, Ni(TMHD)₂, and Ni(cp)₂ as precursors, and complexes Pd(hfac)₂, PdCl₂ and Pd(η ³-2-methylallyl)acac as catalyst under carrier gas (H₂). The film growth rate depends on the precursors and substrate temperature. The chemical value, purity and surface morphology of the Ni particle films were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM). The films obtained were shiny with silvery color, and consisted of grains with a particle size of 50–140 nm. The Ni was metallic of which the purity was about 90%–95% from XPS analysis. SEM micrograph showed that the film had good morphology.      

玻璃陶瓷基板上铜薄膜的化学气相沉积

使用低介电常数基板和高电导率、高抗电迁移的金属Cu进行布线,可以提高高密度电子封装的传输速度和可靠性。采用乙酰丙酮铜作为前驱体,在常压下利用化学气相沉积技术对玻璃陶瓷基板进行Cu薄膜金属化。利用热重分析、X射线衍射和扫描电子显微镜等技术对前驱体、Cu薄膜进行分析观察。结果表明:影响Cu导体的电阻的主要因素是沉积温度。在温度为290～310℃,N2气流量为200～350mL/min和H2气流量为450～600mL/min的条件下,获得了致密的Cu薄膜,Cu导体方块电阻为25mΩ。     

放电电流对热阴极等离子体化学气相沉积金刚石膜影响

建立了快速沉积高品质金刚石膜的热阴极辉光放电等离子体化学气相沉积新方法. 相对于常规冷阴极辉光放电而言,热阴极辉光放电是一种新型放电形式,具有许多新的特性,其中重要一点是具有较高的放电电流(6.0～10.0 A). 较高的放电电流既是热阴极辉光放电本身的突出特点,同时对于化学气相沉积金刚石膜工艺也产生重要影响. 实验研究了放电电流于金刚石膜沉积速率、表面形貌和热导率的影响,发现由于放电电流影响辉光放电的等离子体区和阳极区,进而对金刚石膜的沉积速率和品质有很大影响. 特别是通过放电电流的提高,可以有效地提高金刚石膜的品质,这对于制备优质金刚石膜产品有重大意义.     

物理气相沉积法制备TP/TFA纳米薄膜与光致发光特性探究

为了探究有机荧光材料在微纳尺寸上的荧光特性,采用低真空物理气相沉积方法制备了茶碱（TP）和2,3,5,6-四氟对苯二甲酸（TFA）有机纳米薄膜。通过对TP和TFA薄膜的荧光性质进行表征发现：与TP粉末相比薄膜的荧光发射峰由1个增加到4个,发射波长范围拓宽了100 nm,TFA的荧光发射峰之间的相对荧光强度发生了变化,与原料粉末相比在408 nm处的荧光发射峰蓝移了7 nm,362 nm处的荧光发射峰红移了3 nm。另外随着纳米薄膜厚度的逐渐增加,其荧光效率也逐渐增大。通过对TP和TFA纳米薄膜的表面形貌表征发现：随着薄膜厚度的增加,颗粒的聚集形态尺寸逐渐增大,从而验证了荧光效率随膜厚增加而逐渐提升的特性。     

采用热丝化学气相沉积法制备SiCN薄膜的研究

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)系统,在单晶Si衬底上制备SiCN薄膜。所采用的源气体为高纯的SiH4,CH4和N2。用原子力显微镜(AFM)、X线衍射谱(XRD)和X线光电子能谱(XPS)对样品进行表征与分析。研究结果表明:SiCN薄膜表面由许多粒径不均匀、聚集紧密的SiCN颗粒组成;薄膜虽然已经晶化,但晶化并不充分,存在着微晶和非晶成分,通过Jade软件拟合计算出薄膜的结晶度为48.72%;SiCN薄膜不是SiC和Si3N4的简单混合,薄膜中Si,C和N这3种元素之间存在多种结合态,主要的化学结合状态为Si—N,Si—N—C,C—N,N=C和N—Si—C键,但是,没有观察到Si—C键,说明所制备的薄膜形成了复杂的网络结构。     

Well-aligned carbon nanotube array membrane synthesized in porous alumina template by chemical vapor deposition

A new simple approach was devetoped for preparing wetl-aligned and monodispersed carbon nanotube (CNT) array membrane within the cylindrical pores of anodic aluminum oxide (AAO) template by chemical vapor deposition (CVD). Acetylene and hydrogen were used in the CVD process with Fe-catalyzer at 700°C under 250 Pa. Scanning etectron microscope (SEM) and transmission etectron microscope (TEM) were employed to characterize the resulting highly-oriented uniform hollow tube array which had a diameter of about 250 nm, a tube density of 5.3x10⁸ cm² and a length of about 60 μm. The length and diameter of the tubes depend on the thickness and pore diameter of the template. The growth properties of the CNT array film can be achieved by controlling the structure of the template, the particle size of Fe-catalyzer, the temperature in the reactor, the flow ratio and the deposition time. The highly-oriented and uniform CNT array membrane fabricated by this simple method is very much useful in a variety of applications.     

单源化学气相沉积法制备In2O3纳米线

以乙酰丙酮合铟[In（acac）3]（acac=acetylacetonate）作为单源前驱体,Au为催化剂,采用化学气相沉积法,于较低温度（550℃）下成功制得了In2O3纳米线．用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和能量分散光谱（EDS）对In2O3纳米线进行了表征;制得的In2O3纳米线具有单晶结构,平均直径约为80nm,长度达十几微米,其生长服从气一液一固机理．光致发光研究发现,In2O3纳米线在483nm处有一个强的发射峰,这可归因于氧空位的存在．     

Progress of graphene growth on copper by chemical vapor deposition: Growth behavior and controlled synthesis

Recently,chemical vapor deposition (CVD) on copper has been becoming a main method for preparing large-area and highquality monolayer graphene.In this paper,we first briefly introduce the preliminary understanding of the microstructure and growth behavior of graphene on copper,and then focus on the recent progress on the quality improvement,number of layers control and transfer-free growth of graphene.In the end,we attempt to analyze the possible development of CVD growth of graphene in future,including the controlled growth of large-size single-crystal graphene and bilayer graphene with different stacking orders.     

合成参数对MOCVD法生长氧化锌纳米针的影响

使用脉冲液滴注入式MOCVD,在金膜裹覆的MgO(100)衬底上于500℃合成氧化锌纳米针.纳米针为晶态并且在XRD谱线上主要呈现ZnO的4个衍射强峰(100)、(002)、(101)及(004).金没有起到催化剂的作用,在较薄(2.4nm)金膜上生长的纳米针密度较高且直径较小.500℃是ZnO纳米针较佳的合成温度,在温度不低于550℃时合成的是片状ZnO.每周期前驱体的注入剂量对纳米针的形貌有显著影响.充足的注入剂量(6.8mg/周期)能够保证纳米针合成,而较低的注入剂量(3.4mg/周期)将会合成较短且直径较小的纳米针.