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麻省理工学院WeiSunLeong和

来源:石蜡 时间:2022/5/9
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化学气相沉积法生长的大面积石墨烯,其性能和可行性通常受到褶皱和转移过程造成聚合物残留的限制。在这里,我们报道了一种转移方法,使用石蜡作为支撑层,其热学性质,低化学反应活性,与石墨烯形成亲和力非共价结合,使得褶皱-还原且清洁的大面积石墨烯转移。石蜡协助转移的石墨烯具有光滑的形貌和高导电性,均匀的薄层电阻约1%偏差(超过1厘米范围区域)。如此光滑的石墨烯构建的电子器件表现出接近石墨烯的本征电学性能,具有很小的狄拉克点和高载流子迁移率(空穴迁移率=cm2V-1s-1;电子迁移率=cm2V-1s-1),且不需进一步退火处理。利用石蜡协助的转移过程可以为发展基于常规大面积二维材料的高性能电子器件开辟了新路径。

Figure1.利用石蜡协助转移石墨烯的方法。(a)转移石墨烯的过程示意图;(b)石蜡热膨胀对石墨烯褶皱的影响;(c)石蜡支撑的石墨烯薄膜漂浮于水上(不同温度情况下)的光学照片。

Figure2.用PMMA和石蜡支撑层转移石墨烯时的电学性质比较。(a)室温下,用不同支撑层转移石墨烯薄膜时的空穴迁移率与载流子浓度关系;(b)薄层电阻分布情况比较;(c,d)空间薄层电阻图比较。

Figure3.用PMMA和石蜡支撑层转移的石墨烯器件的背栅电学测量结果。(a)典型石墨烯场效应晶体管(FETs)阵列;(b)两种场效应晶体管的转移特征比较;(c)两端场效应电子迁移率分布比较;(d)个石墨烯晶体管的狄拉克电位分布。

Figure4.用PMMA和石蜡支撑层转移石墨烯的材料表征(在Si/SiO2基底上)。(a,b)典型的AFM图比较;(c,d)Raman的G峰和2D峰位置对比。

该研究工作由麻省理工学院WeiSunLeong和AhmadZubair研究团队于年发表在Nature期刊上。原文:Paraffin-enabledgraphenetransfer(

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