铜箔表面形貌对CVD法生长石墨烯质量的影响

为了制备高质量、少层数的石墨烯薄膜, 分别用25%HCl、2 mol/L FeCl3腐蚀液及电化学抛光法处理铜箔, 改善其表面平整度, 然后利用化学气相沉积法在其表面生长石墨烯。通过调整2 mol/L FeCl3腐蚀铜箔的时间和电化学抛光铜箔的参数, 根据SEM表征结果确定出腐蚀时间为30 s, 抛光电压为10 V, 抛光时间为60 s时, 铜箔表面最为平整。这些方法处理铜箔后生长的石墨烯经拉曼光谱表征后得出, 随着铜箔表面逐渐平整, 铜箔表面更易生长出少层数, 高质量的石墨烯薄膜。实验中还通过调整化学气相沉积(CVD)炉中通乙烯的时间来制备石墨烯。经SEM和拉曼光谱表征可知, 延长生长时间, 石墨烯薄膜的层数变厚, 生长时间过短则石墨烯生长不连续。生长时间为30 s时, 可生长出单层高质量的石墨烯薄膜, 且石墨烯薄膜均匀致密; 生长时间为60 s时, 铜箔表面沉积一层石墨。所以生长单层石墨烯, 控制生长时间是必要的