研究目的
研究硅衬底上单层石墨烯的直接合成及其在无需转移工艺的近红外光电探测器中的应用。
研究成果
该研究成功展示了一种可扩展的直接在硅衬底上合成单层石墨烯的方法，从而实现了具有高探测率和高响应度的高性能近红外光电探测器。该方法与现有的纳米/微米制造系统兼容，推动了石墨烯在微电子领域的应用。
研究不足
退火温度不得超过900°C以防止铜层润湿和蒸发，且退火时间限制为13分钟。硅衬底中残留的铜原子虽微量，但可能影响石墨烯质量。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用铜催化剂和PMMA作为碳源的热退火工艺，在硅衬底上直接合成石墨烯。
2：样品选择与数据来源：
对硅衬底进行清洗并涂覆PMMA，随后通过电子束蒸发沉积铜。
3：实验设备与材料清单：
设备包括化学气相沉积腔室、电子束蒸发仪及拉曼光谱、原子力显微镜、透射电子显微镜、二次离子质谱、X射线光电子能谱和扫描隧道显微镜等表征工具；材料包括硅衬底、PMMA和铜。
4：实验步骤与操作流程：
流程包含PMMA旋涂、铜沉积、氢氩混合气流下的热退火以及铜去除。
5：数据分析方法：
采用表征技术评估石墨烯质量、层数及均匀性，并通过半导体参数分析仪测试电学性能。
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