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无需催化剂的乙二醇化学气相沉积法在二氧化硅/硅衬底上制备少层石墨烯薄膜

DOI：10.1088/2053-1591/aaf491 期刊：Materials Research Express 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 无需催化剂的介电衬底上直接生长石墨烯是石墨烯电子学领域的一项挑战性工作。本文报道了一种通过化学气相沉积在二氧化硅/硅衬底上合成大面积少层石墨烯薄膜的简易方法，采用新型液体碳源（乙二醇）且无需任何催化剂。通过拉曼光谱、X射线光电子能谱和原子力显微镜对所得石墨烯薄膜进行了表征。制备了以石墨烯薄膜为沟道材料的场效应晶体管，其载流子迁移率达到707 cm2/V·S。该研究为二氧化硅/硅衬底上直接生长石墨烯提供了新策略，所合成的石墨烯薄膜在传感器、导电薄膜、电子器件等领域具有潜在应用价值。
作者： Junjie Luo，Jing Wang，Feifei Xia，Xintang Huang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种无需催化剂的简易方法，利用乙二醇通过化学气相沉积在二氧化硅/硅衬底上制备大面积少层石墨烯薄膜，旨在应用于传感器、导电薄膜及电子设备。

研究成果

该研究成功展示了一种简单的化学气相沉积（CVD）工艺，无需金属催化剂，即可利用乙二醇作为碳源在二氧化硅/硅衬底上直接生长少层石墨烯薄膜。合成的石墨烯薄膜表现出在各类电子器件中的应用潜力，其载流子迁移率达到707 cm2/V·s。该工作为介电衬底上的石墨烯合成提供了新方法。

研究不足

直接在介电衬底上合成的石墨烯质量通常不是很高，缺陷相对较多且晶粒尺寸较小。所合成石墨烯的拉曼光谱通常具有较高的D峰，这表明存在缺陷。

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