CVD石墨烯的生长及拉曼光谱研究

摘要

化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)制备的石墨烯具有质量高、尺寸大、层数可控等优点，已成为石墨烯薄膜大规模生长的主要方法。石墨烯优异的电学性能、光学性能也使得其在光电领域有着广泛的应用前景。优化石墨烯的生长条件，降低铜箔表面石墨烯的形核密度是提高石墨烯质量的有效途径。在生长石墨烯的过程中，样品经常会出现双层或多层区域，而这些多层区域中石墨烯的层间堆垛方式，也就是层间扭转角度不尽相同。扭转角度的差异则会对石墨烯的电学、光学性质造成重要的影响。本论文首先探究了双氧水处理（包括溶液浓度及处理时间）对铜箔表面石墨烯形核密度的影响，并从铜箔表面含氧量和粗糙度这两个角度分析其影响机制。实验中发现双氧水溶液处理铜箔可以有效降低石墨烯的形核密度。另外，我们研究了双层石墨烯的层间扭转角度对其拉曼信号的影响，实现了双层石墨烯层间扭转角度及其分布的快速识别。通过理论计算，我们还证明了双层大角度石墨烯拉曼光谱中的D-like峰并不是由石墨烯中缺陷所导致的。最后我们利用石墨烯与n型重掺杂硅制备得到了太阳能电池，并通过增加石墨烯层数的方法，避免了石墨烯/硅太阳能电池中存在漏电流的现象，提高了器件的性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 石墨烯的简介

1．3 CVD方法制备石墨烯的研究现状与分析

1．4 CVD双层石墨烯的研究现状与分析

1．5 CVD石墨烯／硅太阳能电池研究现状与分析

1．6 本文的主要研究内容

第2章 通过双氧水处理降低铜箔表面石墨烯形核密度

2．1 引言

2．2 通过双氧水处理降低铜箔表面石墨烯的形核密度

2．3 实验结果与讨论

2．4 本章小结

第3章 CVD双层石墨烯的拉曼光谱研究

3．1 引言

3．2 双层石墨烯拉曼表征

3．3 本章小结

第4章 CVD石墨烯／硅太阳能电池的制备及性能研究

4．1 引言

4．2 CVD石墨烯／硅太阳能电池的制备

4．3 实验结果与分析

4．4 本章小结

第5章 总结及展望

参考文献

硕士期间成果

致谢