铜箔表面形貌对CVD法生长石墨烯质量的影响

材料研究学报, 2016, 30(4): 255-262. doi: 10.11901/1005.3093.2015.422

铜箔表面形貌对CVD法生长石墨烯质量的影响

宋瑞利 ^1, , 刘平 ^2, , 张柯 ^3, , 刘新宽 ^4, , 陈小红 ^5,

1.上海理工大学机械工程学院上海200093

2.上海理工大学材料科学与工程学院上海200093

3.上海理工大学材料科学与工程学院上海200093

4.上海理工大学材料科学与工程学院上海200093

5.上海理工大学材料科学与工程学院上海200093

基金项目: 国家自然科学基金青年基金资助项目51301106.Supported by Youth Fund of National Natural Science Foundation Project No.51301106.

关键词：无机非金属材料 , 铜箔 , 石墨烯 , 化学气相沉积法 , 质量

Effect of Copper Foil Surface Morphology on the Quality of Graphene Grown by CVD

Keywords： inorganic non-metallic materials , copper foil , graphene , CVD , quality

为了制备高质量、少层数的石墨烯薄膜,分别用25％HCl、2 mol/L FeCl3腐蚀液及电化学抛光法处理铜箔,改善其表面平整度,然后利用化学气相沉积法在其表面生长石墨烯.通过调整2 mol/L FeCl3腐蚀铜箔的时间和电化学抛光铜箔的参数,根据SEM表征结果确定出腐蚀时间为30 s,抛光电压为10V,抛光时间为60 s时,铜箔表面最为平整.这些方法处理铜箔后生长的石墨烯经拉曼光谱表征后得出,随着铜箔表面逐渐平整,铜箔表面更易生长出少层数,高质量的石墨烯薄膜.实验中还通过调整化学气相沉积(CVD)炉中通乙烯的时间来制备石墨烯.经SEM和拉曼光谱表征可知,延长生长时间,石墨烯薄膜的层数变厚,生长时间过短则石墨烯生长不连续.生长时间为30 s时,可生长出单层高质量的石墨烯薄膜,且石墨烯薄膜均匀致密;生长时间为60 s时,铜箔表面沉积一层石墨.所以生长单层石墨烯,控制生长时间是必要的.

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