1、石墨烯是由sp2雜化碳原子構(gòu)成的一種具有蜂窩狀六方點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的二維納米材料，是構(gòu)成其它維度碳材料的基礎(chǔ)。石墨烯的長(zhǎng)程π共軛電子，使其具有優(yōu)異的熱學(xué)、機(jī)械和電學(xué)性能。因此，研究者對(duì)石墨烯未來(lái)在納米電子學(xué)、材料科學(xué)、凝聚態(tài)物理以及低維物理方面的應(yīng)用產(chǎn)生了廣泛的興趣，但石墨烯在電子領(lǐng)域的應(yīng)用受限于它的零帶隙特性。為了打開石墨烯的帶隙，研究者探索了許多方法，比如剪裁石墨成量子點(diǎn)、納米帶、納米網(wǎng)格或者把石墨烯鋪到特殊的襯底上，其中一個(gè)可行的方法就是

2、通過(guò)摻雜來(lái)調(diào)控石墨烯的電學(xué)性質(zhì)，但本征石墨烯具有完美的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，很難通過(guò)雜質(zhì)原子的摻雜來(lái)調(diào)控其電學(xué)性能，為此，本文重點(diǎn)對(duì)N+離子注入實(shí)現(xiàn)石墨烯的摻雜進(jìn)行了探索。
　　本文制備了機(jī)械剝離和還原氧化兩類石墨烯，利用光學(xué)顯微鏡、AFM、拉曼光譜、傅里葉紅外光譜、XPS、AES等手段對(duì)石墨烯進(jìn)行了表征；對(duì)兩類石墨烯分別進(jìn)行了N+離子注入和隨后的退火處理，成功實(shí)現(xiàn)了兩類石墨烯的摻雜；并制備了相應(yīng)的石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管，研究了其電學(xué)性能。

3、r>　　得出的主要結(jié)果如下：
　?、倮帽碚魇┑闹匾ぞ摺庾V，研究了石墨烯缺陷的變化與離子注入劑量之間的關(guān)系。得到了合適的離子注入的劑量：1×1014cm-2，在此劑量下，石墨烯表面會(huì)有適當(dāng)?shù)娜毕萦脕?lái)?yè)诫s，并且這些缺陷可以通過(guò)退火來(lái)消除；
　?、诎l(fā)現(xiàn)在氮?dú)庵型嘶饦悠返睦庾V譜峰的藍(lán)移比在氨氣中的明顯。這可能是因?yàn)樵诎睔庵型嘶鸷蟮訐诫s進(jìn)石墨烯，使得石墨烯產(chǎn)生較小的應(yīng)變；
　?、鄄捎肵PS和AES檢測(cè)了在

4、氮?dú)夂桶睔鈿夥罩型嘶鸬碾x子注入石墨烯樣品。結(jié)果顯示，在氮?dú)庵型嘶鸬臉悠分袥]有N信號(hào)，而在氨氣退火的樣品中有N信號(hào)。結(jié)果說(shuō)明了離子注入的石墨烯通過(guò)在氨氣中退火，實(shí)現(xiàn)了N摻雜；
　?、転榱搜芯坎煌悠返碾妼W(xué)性質(zhì)，制備了背柵石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管。結(jié)果顯示，本征石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管是雙極晶體管，它的電導(dǎo)最小值位于正柵壓位置，說(shuō)明石墨烯是p-型摻雜。用在氮?dú)庵型嘶鸬碾x子注入石墨烯制備的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的雙極特性消失了，電導(dǎo)最小值仍然處于正柵壓

5、位置，還是p-型摻雜。用在氨氣中退火的離子注入石墨烯制備的場(chǎng)效應(yīng)晶體管顯示出了雙極特性，在真空中它的電導(dǎo)最小值位于負(fù)柵壓位置，表明是n-型摻雜。
　　此外，本文還研究了還原石墨烯的摻雜，利用拉曼光譜和傅里葉紅外光譜表征了N+離子注入后的還原石墨烯的結(jié)構(gòu)，制備了場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并測(cè)試了其電學(xué)性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，N+離子注入還原石墨烯和本征石墨烯不同，N+離子與還原后的氧化石墨烯表面的官能團(tuán)發(fā)生了反應(yīng)，從而起到了摻雜的效果。通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管