等离子体加强化学气相沉积法(PECVD)制备石墨薄膜

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)东南大学电子科学与工程学院显示技术中心 作者:施晨燕

等离子体加强化学气相沉积法(PECVD)制备石墨薄膜

施晨燕 赵 宁 赵志伟 雷 威

东南大学电子科学与工程学院显示技术中心

  摘要:石墨是元素碳的一种同素异形体,由于其特殊结构具有耐高温性,高导电导热性,润滑性,可塑性等特殊性质。石墨是典型的层状结构,当石墨薄膜的层数少于10 层时,就会表现出较普通三维石墨不同的电子结构。这种石墨薄膜由于其特殊的电学、热学、力学等性质在纳米电子器件、储能材料、光电材料等方面均有潜在应用。等离子增强化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD )是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离,在局部形成等离子体,而等离子体化学活性很强,很容易发生反应,在基片上沉积出所期望的薄膜。

  本课题利用PECVD 方法在铜箔上沉积出石墨薄膜。借助于光学显微镜,Raman 光谱,SEM 等手段对薄膜微观结构及成分进行了分析。实验结果表明,PECVD 方法在一定的条件下可以得到连续的透明石墨薄膜。本实验采用厚度为25 um 的铜箔衬底,生长设备为北京金盛微纳公司生产的PECVD-801 系统。

  实验前使用10%的稀盐酸漂洗去除氧化层,再用丙酮和酒精超声15min 以去除油污,最后去离子水洗净烘干后进入反应室。反应气体流量为甲烷20 ml/min(标准状态下),氢气20 ml/min,氩气80 ml/min,工作气压为120 Pa,温度为800oC,射频功率为200 W,时间为1800 s。然后利用光学显微镜,Raman光谱,SEM 等手段对薄膜微观结构及成分进行了分析。

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