第十六届全国薄膜技术学术研讨会

97 / 2023-11-11 09:37:26

磁控溅射技术制备C:Ni薄膜及其热分解制备石墨烯

石墨烯；直流磁控溅射；固相碳源热分解

    石墨烯作为21世纪最有应用前景的材料，具有高电子迁移率、导热系数、抗拉强度和低电阻等特性。通过反应直流磁控溅射制备C:Ni体系薄膜，经快速热退火制备出层数可控的高质量石墨烯。以C₂H₂作反应气体，在70 nm SiO₂/Si衬底上制备出掺杂C的Ni膜（C:Ni体系薄膜）。900 ℃下真空退火10 min后制备出单层和双层石墨烯。经0.5 M FeCl₃刻蚀Ni层后，在无催化作用的介电材料表面制备出高质量少层免转移石墨烯。研究发现，直流磁控溅射制备C:Ni体系薄膜过程中的条件，如：薄膜厚度、乙炔流量、工作气压和溅射功率，可以从不同角度影响薄膜中的碳镍比例和碳含量，进而影响石墨烯的层数和质量。