近代物理所揭示单层石墨烯荷能重离子辐照损伤规律

正中国科学院近代物理研究所材料研究中心采用快重离子及高电荷态离子研究单层石墨烯辐照效应,通过对石墨烯与块体石墨辐照损伤的实验和理论分析,获得石墨烯与块体石墨辐照损伤程度的变化规律,首次得到两者辐照损伤差异的成因。石墨烯是目前世界上已知的最薄材料,集众多神奇特性于一身。其热导率是室温下纯金刚石的3倍;存     

绝缘衬底上化学气相沉积法生长石墨烯材料

利用化学气相沉积法,在Si衬底、蓝宝石衬底和SiC衬底上生长石墨烯材料,研究石墨烯的表面形貌、缺陷、晶体质量和电学特性。原子力显微镜、光学显微镜和拉曼光谱测试表明,Si_3N_4覆盖层可以有效抑制3CSiC缓冲层的形成;低温生长有利于保持材料表面的平整度,高温生长有利于提高材料的晶体质量。5.08cm蓝宝石衬底上石墨烯材料,室温下非接触Hall测试迁移超过1000cm2·V~(-1)·s~(-1),方块电阻不均匀性为2.6%。相对于Si衬底和蓝宝石衬底,SiC衬底上生长石墨烯材料的表面形态学更好,缺陷更低,晶体质量和电学特性更好,迁移率最高为4900cm2·V~(-1)·s~(-1)。     

绝缘衬底上化学气相沉积法生长石墨烯材料

利用化学气相沉积法,在Si衬底、蓝宝石衬底和SiC衬底上生长石墨烯材料,研究石墨烯的表面形貌、缺陷、晶体质量和电学特性。原子力显微镜、光学显微镜和拉曼光谱测试表明,Si₃N₄覆盖层可以有效抑制3C-SiC缓冲层的形成;低温生长有利于保持材料表面的平整度,高温生长有利于提高材料的晶体质量。5.08 cm蓝宝石衬底上石墨烯材料,室温下非接触Hall测试迁移超过1000 cm²·V^-1·s^-1,方块电阻不均匀性为2.6%。相对于Si衬底和蓝宝石衬底,SiC衬底上生长石墨烯材料的表面形态学更好,缺陷更低,晶体质量和电学特性更好,迁移率最高为4900 cm²·V^-1·s^-1。     

以CVD法在介电材料上直接生长石墨烯的研究进展

石墨烯自2004年被文献报道后,便以其独特的结构和优异的性能,引起了研究者的巨大兴趣。以CVD法在金属衬底生长石墨烯是目前最常用的石墨烯制备方法,而商业应用的电子器件往往是基于介电材料为基底制作的。因此,需通过一定的方法将石墨烯转移到介电材料上,而这一过程可能会破坏石墨烯的结构或对其造成污染。引用大量文献介绍了在介电材料衬底上直接生长石墨烯的研究进展。     

金刚石基氮化镓(GaN)技术

正金刚石在目前所知的天然物质中具有最高的热导率,室温下的导热系数高达2000Wm-1 K-1,是碳化硅导热系数的四到五倍。作为衬底材料,金刚石可以以数百纳米的尺寸沉积在GaN信道内,使晶体管设备在工作时能够有效散热。在高频、大功率GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)和电路的散热方面极有应用潜力。Felix Ejeckam于2003年发明了金刚石上的GaN,以有效地从GaN晶体管中最热的位置提取热量。其基本理念是利用较冷的GaN放大器使系统更节能,减少浪费。金刚石上的GaN晶片是通过GaN通道或外延将     

石墨烯初探之一——石墨烯及其机械剥离法制备

石墨烯是一种由碳原子以SP2杂化轨道组成的蜂窝状晶格的平面结构,是一种二维材料。自2004年英国曼彻斯特大学首次由石墨制得以来,石墨烯一直是凝聚态物理学的一个重要研究方向。石墨烯具有许多奇特的物理性质,如特殊的量子霍尔效应,其中电子无有效质量等。在应用领域,石墨烯具有超强的硬度和好于目前所有材料的导电性,受到了人们的广泛关注。本文以机械剥离法制备石墨烯和石墨烯表征为主。主要是通过撕胶带法在SiO2/Si衬底上制备不同层数的石墨,利用光学显微镜和Raman光谱仪验证了石墨层数,并初步了解了不同层数石墨在Raman光谱中的特征。     

石墨烯对聚晶金刚石的影响试验研究

石墨烯是近几年来新兴的一种具有多项优异性能的材料,在许多领域已经开展了研究和应用,如陶瓷复合材料、铝合金复合材料等,都取得了一定的效果。文章把石墨烯加入到聚晶金刚石中,以期提高聚晶金刚石的性能,以满足深孔坚硬岩层复杂条件下的钻探需求。研究了石墨烯-金刚石复合粉末的混合工艺,在1400℃～1500℃,5.0 GPa～5.5 GPa条件下烧结制备了石墨烯含量分别为0.05 wt%、0.10 wt%、0.20 wt%、0.30 wt%的聚晶金刚石,并对这些聚晶金刚石进行了相对密度、导热性和导电性等物理性能测试,以及磨耗比和抗冲击性等力学性能测试。结果表明：湿混比干混分散得更加均匀,但是烧结出的聚晶金刚石性能方面干混的磨耗比最高,比不添加石墨烯组整体上提高了70%～80%。石墨烯浓度为0.10 wt%且混粉方式为干混的条件下,功率为7.2 kW的磨耗比最高,平均磨耗比达22万。相对密度、导热性、导电性和抗冲击性能测试都表明石墨烯浓度为0.10 wt%时最优,且干混比湿混更好。     

新型超强韧石墨烯材料有望替代碳纤维

正中美科学家组成的国际团队开发出一种超强韧、高导电的石墨烯复合薄膜,可在室温条件下以较低成本制备,有望替代目前广泛使用的碳纤维材料。发表在最新一期美国《国家科学院学报》上的研究显示,北京航空航天大学程群峰教授课题组和美国得克萨斯大学达拉斯分校雷.鲍曼团队受到天然珍珠母力学结构的启发,制备出微观结构类似于珍珠母的有序层状石墨烯结构。此前将石墨烯单片机械堆叠成较厚的宏观材料耗时     

石墨烯有望真正转变为金刚石

<正>近日,研究人员发现,在极高的压力下叠压双层石墨烯可将其变成超薄金刚石薄膜。这种现象在单层或多层石墨烯中都没有出现过,或许有朝一日,这可能用于开发超薄保护涂层,或用于电子产品潜在性开发。碳可以形成不同类型的材料,从金刚石到石墨以及新近的纳米管和石墨烯。这些材料由于碳键结构不同,而表现出各种特殊性质。制造硬度相当或优于金刚石的薄层材料是一个一直以来的挑战。石墨烯转变成金刚石仍然是材料科学中最令人感到惊奇也是最难得的课题之一。最近,在实验     

单晶金刚石膜与多晶金刚石膜的制备工艺及性能

本文主要介绍了用微波等离子体化学气相沉积法(以下简称MP CVD法)以甲醇-氢气混合气和丙酮-氢气混合气为源气体,分别以单晶硅的(111)面和人造金刚石的(100)面为衬底材料,制备出了面积为20mm×20mm厚为10μm的多晶金刚石膜和面积为1.0mm×1.0mm厚为5μm的单晶金刚石膜。通过试验发现,源气体配比和衬底温度对薄膜质量起决定性作用。另外,衬底在反应腔中的位置对薄膜的生成也有很大影响。单晶金刚石膜制备过程中衬底金刚石的晶体取向与金刚石薄膜的生长及质量有密切的关系。在金刚石的(100),(110)和(111)面上分别获得了单晶金刚石膜和金刚石多晶粒子。选用扫描电镜、显微激光拉曼、反射电子衍射对多晶金刚石膜及单晶金刚石膜的性能进行了测试。     

CVD金刚石衬底上抗氧化、增透膜的制备与性能

采用射频磁控反应溅射法在化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)的金刚石衬底上制备了AlN薄膜以及AlN/Si和AlN/Ge膜。通过X射线衍射分析了衬底加热温度对薄膜微结构的影响和薄膜高温下的氧化行为。结果表明:在衬底加热温度低于380℃时制备的AlN薄膜为非晶态,480℃时AlN薄膜为六方多晶。AlN薄膜在800℃热暴露后开始氧化,900℃时基本被氧化为Al2O3。在CVD金刚石上制备的AlN/Si和AlN/Ge膜都能提高金刚石在长波红外波段(8～10μm)的透过性能,单面最大增透分别为8%和3%。镀有AlN/Ge膜的CVD金刚石在800℃高温热暴露实验中,有AlN/Ge膜保护的金刚石表面未发生刻蚀。高温下AlN/Ge膜对金刚石有很好的保护作用,同时增透效果没有明显下降。     

直流电弧等离子体喷射法高速制备高质量纳米金刚石膜研究

利用直流电弧等离子体喷射法沉积装置在底径Ф65mm高5mm的Mo球面衬底上成功制备出纳米金刚石薄膜,文章研究了在稳定电弧状态下碳氢比对金刚石膜形貌的影响.通过扫描电子显微镜、原子力显微镜及Raman光谱对样品的晶粒尺寸及质量进行了表征. 研究结果表明: 在稳定电弧状态下,通过提高碳氢比可以在Mo球面衬底上的表面高速沉积出高质量的纳米金刚石薄膜, 晶粒尺寸大约为4～80nm,平均粒径27.4nm.     

炭素专利

正公开号:CN110207867A公开日:2019-09-06申请人:复旦大学发明人:钟高余,李书慧,王虞焱,等发明名称:一种石墨烯压力传感器及其结构和制备方法本发明属于传感器技术领域,具体为一种石墨烯压力传感器及其制备方法。本发明的石墨烯压力传感器由叉指电极层、镶嵌石墨烯弹性衬底层、柔性封装层组成;镶嵌石墨烯弹性衬底层包含石墨烯压力感应层、弹性粘附层、柔性薄膜层;石墨烯压力感应层镶嵌在弹性黏附层上,弹性粘附层直接贴     

上海微系统所水溶性石墨烯制备研究获进展

<正>石墨烯材料由于其极佳的物理化学性能(室温下载流子迁移率高达15000 cm2/V·s,高热导率:5000 W/m·K,杨氏模量:350 N/m等),被广泛应用于锂离子电池、传感、储能材料以及生物医药等诸多领域。因此,石墨烯材料的低成本规模化的制备与有效分散是实现这些应用的前提,也成为科学研究的重要课题。目前,使用廉价的石墨作为原料,通过石墨层间插层和剥离可批量化制备石墨烯材料,仍存在产率低、制     

上海微系统所水溶性石墨烯制备研究获进展

正石墨烯材料由于其极佳的物理化学性能(室温下载流子迁移率高达15000 cm~2/V·s,高热导率:5000 W/m·K,杨氏模量:350 N/m等),被广泛应用于锂离子电池、传感、储能材料以及生物医药等诸多领域。因此,石墨烯材料的低成本规模化的制备与有效分散是实现这些应用的前提,也成为科学研究的重要课题。目前,使用廉价的石墨作为原料,通过石墨层间插层和剥离可批量化制备石墨烯材料,仍存在产率低、制     

石墨烯的制备方法及应用研究进展

石墨烯是在室温下能够稳定存在的碳质二维晶体,其非常优秀的导电性能、机械性能、热性能以及光学性质,是纳米材料领域的研究热点之一。讨论了微机械剥离法、外延生长法、氧化还原法、化学气相沉积法等制备石墨烯材料的方法,并对各种方法的优缺点进行分析。同时简述石墨烯的应用进展,并展望了石墨烯的未来发展前景。     

石墨烯的制备及其作为电极的典型应用

石墨烯是目前发现的唯一存在于室温条件下的二维自由态原子晶体,它具有非常优秀的电学、光学及机械性能,同时还具有非常好的热学稳定性、化学稳定性。本文主要介绍了石墨烯导电薄膜的几种主要制备方法以及石墨烯导电薄膜作为电极应用在各个领域如:液晶显示领域、光伏领域、超级电容器及LED显示器件方面的研究进展,并对石墨烯电极的制备及应用进行了展望。     

微胶囊化石墨烯/硅橡胶泡沫电介质材料的制备及介电行为

以苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)为乳化剂、三聚氰胺甲醛树脂(密胺树脂,MF)为壁材、片状石墨烯(GE)为芯材,通过原位聚合法制备了包覆的石墨烯“微胶囊”,并以微胶囊作为填料,双组分室温硫化泡沫硅橡胶(RTVSR)作为基体,通过室温硫化(RTV)硅橡胶制备具有泡孔结构的电介质复合材料。提出了对石墨烯进行微胶囊化包覆的制备新工艺,讨论了超声分散功率、石墨烯与壁材的用量比例对微胶囊形貌和包覆效果的影响,并比较了包覆前后、发泡前后电介质复合材料的介电性能。研究结果表明,石墨烯与壁材质量比为1∶100、超声功率为840 W时制备的分散液较稳定、石墨烯的表面附着物较多;同时包覆(微胶囊化)能减少石墨烯发生团聚,0.3 g微胶囊填量下,包覆后的微胶囊石墨烯/泡沫电介质材料的介电常数是包覆前石墨烯/硅橡胶电介质材料的2.45倍,而介电损耗比石墨烯/硅橡胶复合材料还低,只有0.002,同时泡孔的存在有利于提升复合材料的介电性能。     

上海微系统所发现锗基石墨烯取向生长物理机制

正近期,中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室SOI材料与器件课题组在锗基石墨!烯的取向生长机制方面取得进展。课题组研究人员发现衬底表面原子台阶对于石墨烯取向生长的重要性,并且与华东!!师范大学合作借助于第一性原理DFT理论计算分析得到石墨烯单晶畴在(110)晶面的锗衬底上取向生长的物理机理,为获得晶圆级的单晶石墨烯材料奠定了实验与理论基础,有助于推动石墨烯材料真正应用于大规模集成电路技术。     

上海微系统所发现锗基石墨烯取向生长物理机制北大核心

近期,中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室SOI材料与器件课题组在锗基石墨!烯的取向生长机制方面取得进展。课题组研究人员发现衬底表面原子台阶对于石墨烯取向生长的重要性,并且与华东!!师范大学合作借助于第一性原理DFT理论计算分析得到石墨烯单晶畴在（110）晶面的锗衬底上取向生长的物理机理,为获得晶圆级的单晶石墨烯材料奠定了实验与理论基础,有助于推动石墨烯材料真正应用于大规模集成电路技术。