碳离子注入辅助在6H-SiC表面制备石墨烯

陈钰焓, 赵子强^?, 赵云彪, 陈艺, 周丹晴

北京大学物理学院核物理与核技术国家重点实验室, 北京 100871

收稿日期:2020-03-31修回日期:2020-04-24出版日期:2021-05-20

基金资助:国家自然科学基金(11875077)资助

Direct Synthesis of Graphene on 6H-SiC Assistedby Carbon Ions Implantation

CHEN Yuhan, ZHAO Ziqiang^?, ZHAO Yunbiao, CHEN Yi, ZHOU Danqing

State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, School of Physics, Peking University, Beijing 100871

Received:2020-03-31Revised:2020-04-24Published:2021-05-20

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摘要/Abstract

摘要： 为了寻找一种更便捷、更经济的在半导体SiC基底上直接生长石墨烯的方法, 将5 keV C离子注入商用6H-SiC(0001)单晶, 通过拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征研究石墨烯质量和生长过程。实验中还研究了不同降温速率以及石墨舟的封闭环境对石墨烯生长的影响, 并基于Si原子的蒸发提出一个可能的生长机制。结果表明, 封闭的石墨舟可以有效地限制Si原子的蒸发, 降温速率会影响C原子的析出和表面自组装, 合适的降温速率可以使注入的C原子在表面析出, 从而直接在6H-SiC表面自组装形成双层至多层石墨烯。该方法能够将制备温度降至1100℃, 制备过程不需要氢刻蚀、超高真空或特殊气氛条件, 过程简单, 降低了对仪器设备的要求。

引用本文

陈钰焓, 赵子强, 赵云彪, 陈艺, 周丹晴. 碳离子注入辅助在6H-SiC表面制备石墨烯[J]. 北京大学学报自然科学版, 2021, 57(3): 407-413.
CHEN Yuhan, ZHAO Ziqiang, ZHAO Yunbiao, CHEN Yi, ZHOU Danqing. Direct Synthesis of Graphene on 6H-SiC Assistedby Carbon Ions Implantation[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2021, 57(3): 407-413.





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