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印度國家物理實驗室Indu Sharma課題組--通過低壓化學氣相沉積法分壓輔助生長單層石墨烯:對高性能石墨烯FET器件的啟示
      這里,試圖了解單層石墨烯(SLG)生長過程中低壓化學氣相沉積(LPCVD)過程的熱力學機理,因為它是CVD過程中最有爭議的部分。為了獲得高質量的LPCVD-生長的石墨烯(與機械剝離的SLG相當),大量的研究正在世界范圍內進行。然而,基于個體分壓效應的優化和機制尚未被詳細討論。因此,該工作詳細解決了這個問題,包括熱力學生長過程,并試圖建立SLG生長期間單個氣體的分壓效應。另外,光學顯微鏡,拉曼光譜和原子力顯微(AFM)被用來評估SLG的質量。此外,評估了其成核密度以理解石墨烯生長的合理機制。最后,還構建了場效應晶體管(FET)器件,研究了SLG的電學性質,在n = -2×1012 cm-2時,遷移率約為2595 cm2 V-1 s-1。因此,該研究結果表明:分壓是生長SLG的重要參數之一,并在高性能石墨烯FET(GFET)器件中具有各種潛在應用價值。
 
Figure1. LPCVD裝置示意圖,顯示了石墨烯生長的溫度曲線。

 

Figure 2.(a)銅箔(分辨率為20倍)的光學圖像,(b,c)石墨烯覆蓋銅箔在不同放大倍數下的光學圖像,(d-f)以及轉移之后在Si/SiO2襯底上的石墨烯的光學圖像(樣品SC2)。
 

Figure 3. (a,b)在不同分壓條件下,CVD生長的石墨烯轉移到Si/SiO2襯底上后的拉曼光譜,(c-f)標記區域(250μm×250μm)的拉曼映射,(c)石墨烯的光學圖,(d)強度比圖,(e)2D峰位置圖和(f)石墨烯的2D半最大值全寬度(樣品SC2)。

 

Figure 4.在Si/SiO2襯底上(a,b)石墨烯晶粒和(c,d)連續石墨烯的AFM圖像,呈現了高度情況(樣品SC2)。
 
      該研究工作由印度國家物理實驗室Indu Sharma課題組于2020年發表在ACS Omega期刊上。原文:Partial Pressure Assisted Growth of Single-Layer Graphene Grown by Low-Pressure Chemical Vapor Deposition: Implications for HighPerformance Graphene FET Devices。

摘自《石墨烯雜志》公眾號:

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