cvd法制备的石墨烯薄膜摩擦性能的研究.doc

CVD法制备的石墨烯薄膜摩擦性能的研究
Study on Friction Properties of CVD-Grown Graphene Films


1.3万字 35页 原创作品，已通过查重系统


目录
第1章 绪论 1
1.1 石墨烯的概述 1
1.2石墨烯性质 2
1.2.1机械特性 2
1.2.2摩擦性能 2
1.2.3电学性质 3
1.3石墨烯的应用 3
1.3.1石墨烯晶体管 3
1.3.2柔性光电器件 4
1.3.3传感器 4
1.3.4石墨稀储氢材料 4
1.3.5石墨烯的其他应用 5
1.4石墨烯纳米摩擦研究现状 5
第2章 石墨烯样品的制备与表征 7
2.1目前主要的制备方法 7
2.1.1 机械剥离法 7
2.1.2 氧化还原法 7
2.1.3 外延生长法 7
2.1.4 CVD法 8
2.1.5 石墨烯生长工艺参数 8
2.2 石墨烯样品表征 9
2.2.1 Raman光谱 9
2.2.2样品的Raman 9
2.3原子力显微镜（AFM）表征 10
2.3.1 AFM的接触模式 11
2.3.2 AFM探针 11
第3章 摩擦性能测试方法 13
3.1表面粘附力测试 13
3.2表面摩擦力测试 13
3.3 探针悬臂梁弹性常数测定 14
第4章 退火处理、外加载荷和扫描速度对石墨烯纳米摩擦行为的影响 16
4.1 石墨烯摩擦形貌及摩擦性质表征 16
4.2退火处理对摩擦的影响 17
4.3载荷变化对摩擦的影响 18
4.4 扫描速度对摩擦的影响 20
第五章 总结与展望 21
5.1 总结 21
5.1 展望 21
致 谢 23
参考文献 27



摘要
石墨烯是一种具有优越的电学、热学和力学性能的二维材料，在今后的纳机电器件中有着巨大的潜在应用。由于纳机电器件的各部分均处于纳尺度条件下，其相互之间的接触会带来巨大的损耗。所以，研究石墨烯纳尺度摩擦行为对纳机电领域的发展至关重要。
本文利用化学气相沉积的方法制备了高质量的大面积石墨烯薄膜，并转移至SiO2/Si衬底上，利用光学显微镜、拉曼光谱仪、原子力显微镜等仪器对样品进行相关表征。利用原子力显微镜（AFM），针对石墨烯的纳尺度摩擦行为进行了测试重点研究了高温退火前后石墨烯薄膜与Si3N4针尖之间的摩擦和相关黏附性质的变化，发现高温退火导致石墨烯内部缺陷的出现会引起石墨烯与针尖之间的黏附力的增加，导致石墨烯与针尖间的摩擦力变大。


关键词：石墨烯；原子力显微镜；退火；纳尺度摩擦；载荷