研究目的
研究不同衬底温度下SiO2缓冲层厚度对石墨烯薄膜质量、生长及结晶度的影响。
研究成果
研究表明，通过调节二氧化硅缓冲层厚度和衬底温度，可有效控制石墨烯薄膜的质量、生长情况及晶粒尺寸。在商用二氧化硅（100纳米）/硅衬底上采用较高温度时，获得了缺陷减少、结晶性提升的高质量石墨烯薄膜。
研究不足
本研究仅限于探讨SiO2缓冲层厚度和衬底温度对石墨烯薄膜质量和生长的影响，未涉及激光能量、脉冲次数及其他缓冲材料等其他参数的作用。
1：实验设计与方法选择：
利用脉冲激光沉积法（PLD），借助高定向热解石墨中的镍膜，在两种不同厚度二氧化硅/硅衬底上生长石墨烯薄膜。通过改变衬底温度，研究了二氧化硅缓冲层厚度对PLD法生长石墨烯的成膜质量、厚度及晶粒尺寸的影响。
2：样品选择与数据来源：
采用两种硅衬底——商用二氧化硅（100纳米）/硅衬底与热生长的400纳米厚二氧化硅层/硅衬底，在其表面溅射约250纳米厚的镍膜。
3：实验设备与材料清单：
PLD腔室（印度Excel仪器公司）、钕钇铝石榴石激光器（532纳米波长，8纳秒脉宽）、拉曼光谱仪（雷尼绍显微镜）、场发射扫描电镜（卡尔·蔡司）、X射线光电子能谱仪（PHI 5000 Versa Probe III）。
4：实验流程与操作规范：
采用直流溅射法沉积镍膜。石墨烯生长参数设置为：532纳米波长钕钇铝石榴石激光（8纳秒脉宽，10赫兹重复频率），生长时间100秒，衬底温度范围700-800摄氏度。
5：数据分析方法：
通过拉曼光谱分析石墨烯薄膜的质量、层数、缺陷密度及晶粒尺寸；采用XPS研究碳碳sp2键合情况；利用SEM观察石墨烯样品微观结构。
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FESEM
Carl, Zeiss
Carl Zeiss
Used to observe the microstructure of graphene samples.
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Nd:YAG laser
532 nm wavelength, pulse width 8 ns
Excel Instruments, India
Used for pulsed laser deposition of graphene films.
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Raman spectroscopy
Reinshaw microscope
Reinshaw
Used to determine the quality, growth, number of graphene layers, defect density, and crystallite size of graphene films.
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XPS
PHI 5000 Versa Probe III
PHI
Used to investigate the C-C sp2 bonding in graphene films.
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