1、石墨烯擁有獨(dú)特的理化性能，被視作當(dāng)下硅時(shí)代最具有潛力的替代者，自2004年被制備以來(lái)，就一向是科學(xué)家們研究的焦點(diǎn)。在制備石墨烯的眾多種方法中，化學(xué)氣相沉積法因其操作過(guò)程簡(jiǎn)便，所制造的石墨烯面積、質(zhì)量、層數(shù)可以控制等諸多優(yōu)點(diǎn)，自報(bào)導(dǎo)以來(lái)就被大家廣泛采用。然則高質(zhì)量石墨烯薄膜的大面積制備以及大面積單晶石墨烯的CVD法制備仍然存在著諸多難題。在本文的研究中，著重于用銅作為基底制備高質(zhì)量石墨烯薄膜和厘米級(jí)單晶石墨烯并測(cè)試了其在場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的電

2、學(xué)性能。
　　通過(guò)我們的研究發(fā)現(xiàn)，原始銅片基底的預(yù)先處理以及生長(zhǎng)溫度對(duì)于石墨烯薄膜的制備質(zhì)量有著十分重要的作用。通過(guò)對(duì)銅片基底的電拋光預(yù)處理，對(duì)比原始與電拋光后掃描電鏡圖片可以發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理后的銅片表面更為平滑、均勻，類(lèi)似于條紋、凹凸之類(lèi)的缺陷基本沒(méi)有。在保證其他條件最優(yōu)的情況下，相比于原始銅片，用預(yù)處理后的銅片所制備的石墨烯具有極少的缺陷，這在其隨后的拉曼表征中也證明了這一點(diǎn)。接著又在不同制備溫度梯度下制造石墨烯薄膜并對(duì)其進(jìn)行了拉

3、曼表征，結(jié)果表明制備溫度越高，其質(zhì)量越好，當(dāng)生長(zhǎng)溫度達(dá)到1050℃時(shí)，其拉曼表征缺陷峰（D峰）基本不可見(jiàn)。最后充分考慮對(duì)石墨烯成膜質(zhì)量具有重要影響的因素，在最優(yōu)條件下生長(zhǎng)出了大面積高質(zhì)量的石墨烯薄膜，接著將其應(yīng)用于場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，并測(cè)試了其在常溫常壓下的遷移率。
　　進(jìn)一步，我們利用氧氣輔助的方法實(shí)現(xiàn)了常壓下直接在銅基底上制備出厘米級(jí)的單晶石墨烯，達(dá)到了當(dāng)今單晶石墨烯研究的領(lǐng)先水平。與先前的石墨烯薄膜相比，單晶石墨烯因其沒(méi)有晶界的

4、存在，所以各項(xiàng)性能均會(huì)大大提高，這也是我們研究單晶石墨烯的初衷。我們?cè)敿?xì)地研究了甲烷、氫氣、氧氣流量以及氫氣中摻雜的水蒸汽對(duì)單晶石墨烯的成核密度的影響，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)所用的稀釋甲烷與氫氣的流量大小對(duì)單晶石墨烯的成核密度具有十分顯著的影響。制備單晶石墨烯的反應(yīng)是一個(gè)可逆過(guò)程，而氫氣正是逆反應(yīng)的促進(jìn)者，氫氣流量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致單晶石墨烯的刻蝕。另外，氧氣與水蒸汽對(duì)單晶石墨烯的成核影響均可以稱為刻蝕效果，考慮到條件是否可控，我們選擇在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中除