研究目的
采用化学气相沉积单步工艺研究铜薄膜上hBN/石墨烯异质结构的生长。
研究成果
该研究成功展示了在铜薄膜上通过单步化学气相沉积法（CVD）生长六方氮化硼/石墨烯（hBN/石墨烯），揭示了石墨烯优先在六方氮化硼层下方生长的特性。研究强调了氢气（H2）在生长过程中的关键作用，其显著影响最终石墨烯的质量和晶粒尺寸。这项工作为理解制备大面积异质结构所需的生长参数奠定了基础。
研究不足
该研究受限于薄膜铜基底，使得石墨烯生长的最高温度被限制在900°C。此外，hBN层下的石墨烯生长可能受到hBN层厚度的影响，其临界厚度可能会对石墨烯的生长速率和位置产生关键作用。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用冷壁CVD反应器配合紧密耦合喷淋头生长石墨烯和六方氮化硼（hBN）。铜薄膜通过溅射法制备于c面蓝宝石衬底上。
2：样品选择与数据来源：
样品表征手段包括拉曼光谱、原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）。
3：实验设备与材料清单：
设备包含雷尼绍Invia Reflex拉曼显微镜、布鲁克Dimension FastScan原子力显微镜、珀金埃尔默Phi 5500 XPS仪以及日本电子JEM-2800 STEM型TEM。
4：实验流程与操作步骤：
hBN层以三乙基硼烷（TEB）和氨气（NH3）为前驱体、氢气为载气生长；石墨烯则通过甲烷（CH4）在hBN/Cu衬底上生长获得。
5：数据分析方法：
拉曼光谱用于判定物相、评估质量并估算石墨烯样品厚度；AFM用于测定纳米级粗糙度与表面均匀性；XPS用于确定薄膜成分与有序度。
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