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


1.3萬(wàn)字 35頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過(guò)查重系統(tǒng)


目錄
第1章 緒論 1
1.1 石墨烯的概述 1
1.2石墨烯性質(zhì) 2
1.2.1機(jī)械特性 2
1.2.2摩擦性能 2
1.2.3電學(xué)性質(zhì) 3
1.3石墨烯的應(yīng)用 3
1.3.1石墨烯晶體管 3
1.3.2柔性光電器件 4
1.3.3傳感器 4
1.3.4石墨稀儲(chǔ)氫材料 4
1.3.5石墨烯的其他應(yīng)用 5
1.4石墨烯納米摩擦研究現(xiàn)狀 5
第2章 石墨烯樣品的制備與表征 7
2.1目前主要的制備方法 7
2.1.1 機(jī)械剝離法 7
2.1.2 氧化還原法 7
2.1.3 外延生長(zhǎng)法 7
2.1.4 CVD法 8
2.1.5 石墨烯生長(zhǎng)工藝參數(shù) 8
2.2 石墨烯樣品表征 9
2.2.1 Raman光譜 9
2.2.2樣品的Raman 9
2.3原子力顯微鏡（AFM）表征 10
2.3.1 AFM的接觸模式 11
2.3.2 AFM探針 11
第3章 摩擦性能測(cè)試方法 13
3.1表面粘附力測(cè)試 13
3.2表面摩擦力測(cè)試 13
3.3 探針懸臂梁彈性常數(shù)測(cè)定 14
第4章 退火處理、外加載荷和掃描速度對(duì)石墨烯納米摩擦行為的影響 16
4.1 石墨烯摩擦形貌及摩擦性質(zhì)表征 16
4.2退火處理對(duì)摩擦的影響 17
4.3載荷變化對(duì)摩擦的影響 18
4.4 掃描速度對(duì)摩擦的影響 20
第五章 總結(jié)與展望 21
5.1 總結(jié) 21
5.1 展望 21
致 謝 23
參考文獻(xiàn) 27



摘要
石墨烯是一種具有優(yōu)越的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的二維材料，在今后的納機(jī)電器件中有著巨大的潛在應(yīng)用。由于納機(jī)電器件的各部分均處于納尺度條件下，其相互之間的接觸會(huì)帶來(lái)巨大的損耗。所以，研究石墨烯納尺度摩擦行為對(duì)納機(jī)電領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。
本文利用化學(xué)氣相沉積的方法制備了高質(zhì)量的大面積石墨烯薄膜，并轉(zhuǎn)移至SiO2/Si襯底上，利用光學(xué)顯微鏡、拉曼光譜儀、原子力顯微鏡等儀器對(duì)樣品進(jìn)行相關(guān)表征。利用原子力顯微鏡（AFM），針對(duì)石墨烯的納尺度摩擦行為進(jìn)行了測(cè)試重點(diǎn)研究了高溫退火前后石墨烯薄膜與Si3N4針尖之間的摩擦和相關(guān)黏附性質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)高溫退火導(dǎo)致石墨烯內(nèi)部缺陷的出現(xiàn)會(huì)引起石墨烯與針尖之間的黏附力的增加，導(dǎo)致石墨烯與針尖間的摩擦力變大。


關(guān)鍵詞：石墨烯；原子力顯微鏡；退火；納尺度摩擦；載荷