采用简化的电化学抛光工艺得到了具有平整表面的铜箔,然后分别以电化学抛光前后的铜箔为基底,通过化学气相沉积法制备了石墨烯,利用原子力显微镜、光学显微镜、扫描电镜、电子能谱仪、拉曼光谱和I-V特性电学测试仪等研究了铜箔表面形貌与石墨烯质量的关联,并通过表面氧化法来判断石墨烯是否在基底上生长完全.结果表明:在抛光铜箔上生长的石墨烯缺陷较少、形貌完整,并且导电性能明显提高;表面氧化法可以快速准确判断石墨烯的生长质量.
所属栏目
试验研究国家自然科学基金资助项目(51002076,51375240);机械结构力学及控制国家重点实验室(南京航空航天大学)自主研究课题项目(0413Y02);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(NJ20140003)
收稿日期
2014/1/242014/12/26
作者单位
梁勇明:南京航空航天大学材料科学与技术学院,纳智能材料器件教育部重点实验室,机械结构力学及控制国家重点实验室,纳米科学研究所, 南京 210016
周建新:南京航空航天大学材料科学与技术学院,纳智能材料器件教育部重点实验室,机械结构力学及控制国家重点实验室,纳米科学研究所, 南京 210016
张芸秋:南京航空航天大学材料科学与技术学院,纳智能材料器件教育部重点实验室,机械结构力学及控制国家重点实验室,纳米科学研究所, 南京 210016
备注
梁勇明(1986-),男,广西桂林人,硕士研究生.
引用该论文:
LIANG Yong-ming,ZHOU Jian-xin,ZHANG Yun-qiu.Surface Oxidation Method Judging of the Effect of Cu Foil Morphology on Graphene Growth Quality[J].Materials for mechancial engineering,2015,39(7):25～30
梁勇明,周建新,张芸秋.铜箔形貌对石墨烯生长质量影响的表面氧化法评判[J].机械工程材料,2015,39(7):25～30
参考文献
【1】
李兴鳌,王博琳,刘忠儒.石墨烯的制备、表征与特性研究进展[J].材料导报,2012,26(1):61-65.
【2】
付猛,岳艳娟,祝雅娟,等.水热法制备石墨烯及其表征[J].机械工程材料,2013,37(6):84-88.
【3】
NOVOSELOV K S,FAL′KO V I,COLOMBO L,et al.A roadmap for graphene[J].Nature,2012,490:192-200.
【4】
韩朋,井晓静,沈湘黔,等.氧化石墨烯、短切碳纤维改性聚偏氟乙烯复合膜的摩擦磨损及介电性能[J].机械工程材料,2013,37(2):53-56.
【5】
PARK S,RUOFF R S.Chemical methods for the production of graphenes[J].Nature Nanotechnology,2009,4(4):217-224.
【6】
SUBRAHMANYAM K S,PANCHAKARLA L S,GOVINDARAJ A,et al.Simple method of preparing graphene flakes by an arc-discharge method[J].The Journal of Physical Chemistry:C,2009,113(11):4257-4259.
【7】
SCHNIEPP H C,LI J L,MCALLISTER M J,et al.Functionalized single graphene sheets derived from splitting graphite oxide[J].The Journal of Physical Chemistry:B,2006,110(17):8535-8539.
【8】
付猛,张婷婷,龚利云,等.化学分散法制备少数层石墨烯及其表征[J].机械工程材料,2011,35(12):89-92.
【9】
SI Y C,SAMULSKI E T.Synthesis of water soluble graphene[J].Nano Letters,2008,8(6):1679-1682.
【10】
LIU N,LUO F,WU H X,et al.One-step ionic-liquid-assisted electrochemical synthesis of ionic-liquid-functionalized graphene sheets directly from graphite[J].Advanced Functional Materials,2008,18(10):1518-1525.
【11】
史永胜,李雪红,宁青菊,等.石墨烯的制备及表征研究进展[J].电子元件与材料,2010,29(12):59-63.
【12】
RASOOL H I,SONG E B,ALLEN M J,et al.Continuity of graphene on polycrystalline copper[J].Nano Letters,2010,11(1):251-256.
【13】
LI X S,CAI W W,AN J H,et al.Large-area synthesis of high-quality and uniform graphene films on copper foils[J].Science,2009,324:1312-1314.
【14】
RASOOL H I,SONG E B,MECKLENBURG M,et al.Atomic-scale characterization of graphene grown on copper (100) single crystals[J].Journal of the American Chemical Society,2011,133(32):12536-12543.
【15】
ZHANG Y F,GAO T,GAO Y B,et al.Defect-like structures of graphene on copper foils for strain relief investigated by high-resolution scanning tunneling microscopy[J].Acs Nano,2011,5(5):4014-4022.
【16】
HAN G H,GNES F,BAE J J,et al.Influence of copper morphology in forming nucleation seeds for graphene growth[J].Nano Letters,2011,11(10):4144-4148.
【17】
LUO Z T,LU Y,SINGER D W,et al.Effect of substrate roughness and feedstock concentration on growth of wafer-scale graphene at atmospheric pressure[J].Chemistry of Materials,2011,23(6):1441-1447.
【18】
CHEN S,BROWN L,LEVENDORF M,et al.Oxidation resistance of graphene-coated Cu and Cu/Ni alloy[J].Acs Nano,2011,5(2):1321-1327.
【19】
KIM K S,ZHAO Y,JANG H,et al.Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes[J].Nature,2009,457:706-710.
【20】
任文才,高力波,马来鹏,等.石墨烯的化学气相沉积法制备[J].新型炭材料,2011,26(1):71-80.
【21】
REGAN W,ALEM N,ALEMN B,et al.A direct transfer of layer-area graphene[J].Applied Physics Letters,2010,96(11):113102-113103.
【22】
FERRARI A C.Raman spectroscopy of graphene and graphite:disorder,electron-phonon coupling,doping and nonadiabatic effects[J].Solid State Communications,2007,143(1):47-57.
【23】
MALARD L M,PIMENTA M A,DRESSELHAUS G,et al.Raman spectroscopy in graphene[J].Physics Reports,2009,473(5):51-87.
【24】
DOCHERTY C J,LIN C T,JOYCE H J,et al.Extreme sensitivity of graphene photoconductivity to environmental gases[J].Nature Communications,2012,3:1228-1230.
【25】
安楠,白浪,李小俊,等.室温下石墨烯的霍尔效应实验研究[J].发光学报,2013,34(1):45-48.
