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CVD管式炉在化学气相沉积制备应用

返回列表 来源:未知 发布日期:2021-04-25 11:42【

    在低压高温条件下,在铜箔 表面制备石墨烯薄膜,研究了生长温度、生长时间、 相关气体的流量对石墨烯质量的影响规律,为石墨 烯的制备奠定技术基础。制备石墨烯薄膜采用商业化的 CVD 管式炉设 备(由合肥科晶公司制造),该设备由加热系统、气 源、真空抽气系统以及流量控制系统组成。 其中,真 空抽气系统、流量控制系统分别实现真空抽气以及 气体流量控制的功能。 加热系统是整个装置的核心 部件,包含管式炉、加热箱以及温控面板等部件。 加 热箱热电偶的发热功率受与其相连的控温仪控制, 气体流量计则位于流量控制系统后方,可以监测流 入石英管的气体流量。 流量控制系统可以数控调节 通入石英管的气体流量。 真空抽气系统能够保证管 式炉内的气压低至 10 Pa 以下, 以满足石墨烯的生 长需求。


    为了研究生长温度对石墨烯生长的影响,在 890,940,1 020 ℃下进行生长实验。 从图中可清楚 地观察到原始铜箔表面有明显的条状痕迹, 而在生长温度为 890 ℃时获得的铜基石墨烯表 面仍能看到较为明显的条状痕迹,说明碳源裂解得 不够彻底,石墨烯难以延续生长;随着生 长温度的提高,石墨烯的晶粒尺寸、连续面积都有 显著的提升。 研究结果表明:在 实验设定的温度范围内, 石墨烯的生长温度越高,由于铜表面的吸附自限制生长方式,理论上 可以生长得到单层石墨烯。 为了研究生长时间对石 墨烯层数的影响,在 1 020 ℃条件下, 分别在10,20, 30 min 时间下进行了生长实验。 为不同生长时 间下制备的石墨烯的拉曼光谱 2D 峰和 G 峰强度的 比值。 I2D/IG 均小于 1,说明获得少层数 石墨烯。