多层石墨烯的双步热转化使用聚合碳源辅助物理蒸汽沉积铜
Yong Huang1, Jiamiao Ni1, Xiaoyu Shi1
1State Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|August 26, 2023
概括
本研究提出了一种两步方法,用于在介电基板上直接合成无转移的多层石墨烯,使用聚合物碳源和铜辅助. 这种方法避免了复杂的转移,并增强了半导体设备中的石墨烯集成.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 石墨烯在介电基板上的直接in-situ生长对于半导体设备集成至关重要,避免了与传输有关的问题.
- 现有的方法面临着性能下降和复杂的转移过程的挑战.
- 使用低成本聚合物碳源的无转移合成提供了一个有希望的替代方案.
研究的目的:
- 开发一种可控制,低成本,无转移的方法,直接在介电基板上合成多层石墨烯.
- 为了研究铜辅助的两步热转换过程,以形成石墨烯.
- 为了证明这种方法与半导体制造的兼容性.
主要方法:
- 在SiO2/Si基板上采用了两步热转换过程.
- 高质量的聚甲基甲酸 (PMMA) 薄膜被覆盖,然后是铜.
- 第二个铜喷和热转换步骤将无形碳转化为石墨烯.
主要成果:
- 在介电基板上成功合成了大尺寸,均,无转移的多层石墨烯.
- 铜层起到了保护性屏障的作用,防止了PMMA的完全分解,并催化了石墨烯的形成.
- 鉴定结果显示,在两个热转换阶段,有明显的微观结构演变.
结论:
- 开发的两步热转换方法使在介电基板上直接,无转移的石墨烯合成成为可能.
- 该技术采用成本效益高的聚合物碳源,并且与半导体工艺兼容.
- 铜的催化和保护作用是实现先进设备高质量的集成石墨烯薄膜的关键.
