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石墨烯薄膜的制备方法及应用研究进展 下载：76 浏览：433

何延如1，2 田小让1，2 赵冠超1，2 代玲玲1，2 聂革1，2 刘敏胜1，2 《新材料》 2020年9期

摘要:
完美石墨烯由于具有高导电性、高透光性、高柔韧性、高阻隔性、高机械强度、高化学稳定性、超薄等特性，被誉为21世纪最具颠覆性的"新材料之王"，引起全球各界的关注，并预期在电子领域、光子领域、能源领域、环保领域、生物医疗健康等领域具有广阔的发展前景。目前，欧洲、美国、日本等众多国家，都把石墨烯列为本世纪最重要的新材料进行研究和开发，并已在新能源、电子等方面取得重要进展和初步应用效果。我国也明确把石墨烯作为国家重要战略材料列入国家"十三五"规划。石墨烯分为石墨烯粉体（还原氧化石墨烯）和石墨烯薄膜两大类。目前研究较多的是石墨烯粉体，且其制备和应用方面都有了系统的研究，并取得了一定成果。对于石墨烯薄膜，研究较多的是其制备技术，虽然对石墨烯薄膜在各个领域的应用均进行了初步研究，验证了它应用于其中的可行性，并预期其在部分应用领域具有显著优势，但多数处于研究初期，还面临众多技术挑战。因为目前制备的石墨烯薄膜性能和理论性能有较大差距，所以需要研究者们一方面改进制备技术，提升石墨烯薄膜性能；另一方面结合石墨烯特性选择拥有显著优势的应用领域进行深入研究，设计能够体现石墨烯薄膜性能优势的产品器件，这样才能真正打开石墨烯薄膜的应用市场。本文首先介绍了化学气相沉积法制备石墨烯薄膜的研究现状及发展趋势。目前，石墨烯薄膜晶畴尺寸多为微米级到毫米级，少数研究机构所制的石墨烯薄膜晶畴可达到厘米级；石墨烯薄膜迁移率一般可达到10 000～30 000 cm2/（V·s），方阻小于150Ω/，透光率达到97. 7%。石墨烯薄膜发展趋势是开发可控、快速制备大面积、大晶畴、高质量原位沉积石墨烯薄膜的技术和找到可体现石墨烯薄膜优异性能的应用场景。其次在欧盟"石墨烯旗舰计划"科技路线图的框架下，根据石墨烯薄膜的诸多预期特性，结合技术先进性、未来市场规模、可行性、开发周期等方面，选定16项主要应用方向作为重点关注方向，并将其归为七大类应用:透明导电层、分离隔离膜、场效应晶体管（沟道层）、光电探测器（有源区）、导热材料、集流体涂层、催化剂载体。本文重点系统地分析了石墨烯薄膜在上述应用中预期带来的优势、现状和面临的问题，为石墨烯薄膜材料的发展提供研究基础。

单晶金刚石边缘表面倾斜角度对同质外延生长的影响 下载：50 浏览：399

耿传文 夏禹豪 赵洪阳 付秋明 马志斌 《现代物理学报》 2018年1期

摘要:
利用微波等离子体化学气相沉积法，对单晶金刚石（100）晶面边缘进行精细切割抛光处理，形成偏离（100）晶面不同角度的倾斜面，在CH4/H2反应气体中进行同质外延生长，研究单晶金刚石边缘不同角度倾斜面对边缘金刚石外延生长的影响.实验结果表明，边缘倾斜面角度对边缘的单晶外延生长质量有影响，随着单晶金刚石边缘倾斜面角度的增大，边缘多晶金刚石数量先减少后增多，在倾斜角3.8°时边缘呈现完整的单晶外延生长特性.分析认为，边缘不同角度的倾斜面会改变周围电场强度和等离子体密度，导致到达衬底表面的含碳前驱物发生改变，倾斜面台阶表面的含碳前驱物浓度低于能形成层状台阶生长的临界浓度是减弱单晶金刚石生长过程中边缘效应的主要原因.

三维石墨烯的制备及其在电化学生物传感器中的研究现状 下载：31 浏览：334

王钊 岳红彦 俞泽民 高鑫 王宝 王婉秋 《化学研究前沿》 2018年7期

摘要:
三维石墨烯具有多孔网络结构、大的比表面积、高的导电性、优异机械性能和良好的生物相容性,作为电化学生物传感器电极材料在检测生物分子方面表现出优异的性能,是一种非常理想的电化学生物传感器电极材料。本文综述了三维石墨烯的制备方法及其在电化学生物传感器中最新的研究进展。

Al预沉积层对金属有机物化学气相沉积方法在Si衬底上生长AlN缓冲层和GaN外延层的影响 下载：60 浏览：430

甄龙云1 彭鹏2 仇成功1 郑蓓蓉1 Antonios Armaou1,3 钟蓉1 《材料科学研究》 2020年11期

摘要:
采用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)在硅(Si)衬底制备铝/氮化铝/氮化镓(Al/AlN/GaN)多层薄膜,使用光学显微镜(OM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)等手段表征AlN和GaN薄膜的微观结构和晶体质量,研究了TMAl流量对AlN薄膜和GaN薄膜的形核和生长机制的影响。结果表明,预沉积Al层能促进AlN的形核和生长,进而提高GaN外延层的薄膜质量。TMAl流量太低则预沉积Al层不充分,AlN缓冲层的质量取决于由形核长大的高结晶度AlN薄膜与在气氛中团聚长大并沉积的低结晶度AlN薄膜之间的竞争,AlN薄膜的质量随着TMAl流量的升高而提高,GaN薄膜的质量也随之提高。TMAl流量太高则预沉积Al层过厚,AlN缓冲层的质量取决于由形核长大的高结晶度AlN薄膜与Al-Si回融蚀刻之间的竞争,AlN薄膜的质量随着TMAl流量的升高而降低,GaN薄膜的质量也随之降低。

加工7075航空铝合金用金刚石涂层刀具的制备及其切削性能 下载：62 浏览：430

王宜豹1,2 黄楠1 刘鲁生1 袁子尧1 李鹏1 张文雪2 姜辛1 《材料科学研究》 2019年9期

摘要:
采用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术在WC-Co8%硬质合金刀具表面制备金刚石涂层,调节甲烷浓度等沉积工艺制备了单层金刚石涂层刀具和微米金刚石涂层(1.2μm)、纳米金刚石涂层(200 nm)交替多层金刚石涂层刀具。以7075航空铝合金作为切削工件,在无润滑干切条件下测试了单层金刚石涂层刀具和多层金刚石涂层刀具的切削性能。实验结果表明,切削2 h后单层金刚石涂层刀具涂层脱落宽度达到35μm,刀刃钝化；有多层金刚石涂层刀具的刃型保持完整,涂层无脱落。对单层金刚石涂层和多层金刚石涂层平面样品进行了洛氏压痕实验。结果表明,多层金刚石涂层的脱落面积约为单层金刚石涂层脱落面积的1/5到1/10,进一步说明多层金刚石涂层有更强的抵抗裂纹产生的能力。这些结果表明,金刚石多层结构能提高涂层与基体的界面结合力,延长金刚石涂层刀具的使用寿命。

狭缝式化学气相沉积制备SiC涂层及其抗氧化性能研究 下载：64 浏览：458

廖超前1,2 王昊3 齐绍忠1 任兵1 刘桦3 何雨恬3 黄东1,4 张明瑜4 《材料科学研究》 2019年7期

摘要:
为了改善SiC涂层试样的均匀性,同时提高制备效率,利用石墨材料为沉积基体,通过狭缝式化学气相沉积法制备SiC涂层,同时分析并研究了SiC涂层的微观结构和抗氧化性能.研究结果表明:与普通化学气相沉积工艺相比,狭缝式化学气相沉积工艺沉积速率更大,沉积1 h后涂层厚度为17.3μm；狭缝式化学气相沉积工艺制备的SiC涂层晶粒更细,涂层均致密无缺陷,与基体相容性较好.狭缝式化学气相沉积的SiC涂层在1500℃时下具有较好的氧化防护能力,在静态空气中恒温氧化24 h后,氧化失重仅为4.01 mg/cm2.狭缝式化学气相沉积的SiC涂层表面裂纹的尺寸很小,在氧化过程中更容易被氧化产生的SiO2玻璃态物质封填,而发生自愈合效应,从而使涂层具有良好抗氧化性能.
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