基于碳化硅的石墨烯材料及其特征和应用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
A N
1
il
:
*
E ma
-
t
i
u q h t@
1
6 3 co m
.
是 直 接 带 隙 的 超 宽 禁 带 半 导 体 材料 具 有 非 常 大 的 禁 带 宽 度 6 2 e V 极 高 的 击 穿 场 强 和 热 导 率 优 良 的 热 稳 定 性 和 耐 腐 蚀 性 良 好 的 光学 及 力 学 性 能 是 制 作 A GaN 深 紫 外光 电 子器 件 的 最 佳 衬 底 材料 钨 单 晶 与 A N 的 热 导 率相 近 热 膨 胀 系 数 几乎 相 同 a 轴 晶 格 失 配 为 7 % 具 有 高 熔 点 耐 腐 蚀 性 等特 点 在 P VT 法 生 长 A N 的 环 境 下 可 稳 定 存 在 并循 环 使 用 本 文 以 〇 〇 钨 单 晶 为 籽 晶 利 用 物 理 气 相 传 输 法 生 长 A N 体 单 晶 通过 表面 加 工 技 术 和 热 处 理 技 术 获 得 适 宜 A N 单 晶 生长 的 钨单 晶 表 面状 态 通过 工 艺 优 化 控 制 成核 点 数 量 实 现 A N 在 单 晶 鹤表 面 的 单 点 成 核 在 温 度为 2 2 0 C 和 氣气 压力 为 5 0 0 m b a 下 在 鹤 单 晶 衬 底 上 获得 尺寸 为 3 m m * 5 mm 5 mm 的 六 边 形 晶 粒 A N 拉 曼 光谱 显 示 出 单 晶 质 量 优 良 半 高 宽 为 7 5 a rc ec 且 出 现 峰 值 在 8 8 9 c m A L 的 O 模 表 明 在 0 0 钨 单 晶 衬 底 上 生 长 的 A N 单 晶 沿 c 面发 育 在 此 晶 粒 基础 上 通 过调 整 工 艺 条 件 和 反 复生 长 最 终 获 得 基 本完 整 的 直 径 为 2 0 mm 的 黄 褐 色 A N 体 单
1
\
陈小龙
1
*
E ma
-
il
:
l
w guo @ p h v ac
i
.
.
cn
在 碳 化 硅 基 底 上 生长 石 墨 烯 被 广 泛 认 为是 有 希 望 实 现 大 规 模 工 业 化 生 产 和 大 规 模 器 件 加 工 的 技术途 径 美 国 BM 公 司 已 用 实 验 结 果 证 明 碳 化 硅 上 石 墨 烯 止 上 z 场 效 应 晶 体 管 的 电 流 增 益 截 频 率 已 达到 3 5 0 G H 因 此 碳 化 硅基 底 生 长 石 墨 烯 不 仅 在半 导 体 应 用 行 业而 且 在 基 础研 宄 领 域均 得 到 了 广 泛 的 关 注 本 报 告 将 系 统 介 绍 基 于 碳 化硅 单 晶 和 粉 末 可 控 制 备 平 躺 在 碳 化 硅 基 底 上 的 少 层 石 墨 烯 和 桂 及石 毫克 量 级 的 自 由 站 立石 墨烯 以 墨 烯 包 覆 碳 化 颗 粒 的 核 壳结 构 异 质 结 材 料 的 形 貌 特 征 材 料 特 性 以 及 它 们 在揭 示 石 墨 烯 材 料 基 本 物 理 特 性 应 用 于 高 频 微 电 子 器 件 和 紫 外 光 探 测 器 以 及 在 光催 化 降 解 有 机 污 染 物 和 劈 裂水 制 氢 方 面 的 性 硅 业 能 同 时 也 讨 论 了 碳 化 上 石 墨 烯在 今 后 微 电 子 光 电 子 工 和 能 源 环 保 领域 硅 于 的 碳 材 料 制 应用 的 优 势 和 存 在 的 问 题 我 们 的 研 宄 结 果 表 明 基 先 进 化 研 的 石 墨 烯 以 及 它 们 形 成 的 复合 材 料 必 将 在 高 性 能 的 微 电 子器 件 石 墨 烯 光 电 集 成 电 路 和 绿 色 环 保 的 光 催 化 应 用 领 域 发挥 重要 的 作 用
@ n mte
i
.
ac c n
.
碲 化镉及 其 系 列 半 导 体具 有 高 的 平 均 原 子序 数 宽 禁 带 宽 度 大 的 密 度 和 高 电 阻 率等 特 点 是 下 代室 温 型 半 导 体 射 线 探 测 器 的 理 想 材 料 之 但 是 碲 化镉 还 具 有 熔 点 高 导 热 系 数 小 熔 体对 流 小 等 不 利 于 晶 体 生 长 的 缺 陷 在 碲 化 镉 晶 体 生 长 中 强 制 对 流 对 于 晶 体 生 长 是 必 要 的 在 本 次 会议 中 我 们将 介 绍 碲 化镉 系 列 晶 体 使 用 移 动 加 热 法 制 备 时 通过 改 变 坩 埚 的 运 动 形 态 控 制熔 体 的 强 制对 流 红 等 条件 研 宄 晶 体 生 长 界 面 宏 观 和 微观 形 貌 以 及 晶 体 外 透 过率 电 阻 率等 性 能 的 变化
i
,
i
i
Ph y R ev B 8
.
.
3
,
1
2 5 4 3 0
2 0
1
( 2
0
1
1
)
[
6 7
8
]
J
Hu a n g LW Gu o
,
,
et al
;
.
P h ys C 2
.
6
,
3 4 5 3 0
1
1
(
4
)
[
]
Y Gu o L W Gu o
、 、
一 一
,
。
,
,
。
。
,
,
,
,
,
,
。
关 键词
:
碲化镉
;
移动 加 热 法
;
强 制 对流
c cc
g
l
7
-
0
1
6 2
基 于 碳化 硅 的 石 墨 烯材料 及其 特 征和 应用 玉 、 萍 \ 李 林 \ 黄 郊 ^ 伟 \ 陈 洪 详 郭 丽伟 贾 治 芦 中 科 院 物 理所
第 十 七 届 全 国 晶 体 生长 与 材 料 学 术会 议 CCCG 4 第 2 分 会 半 导 体 材料 器件 及 应 用
(
:
7
)
*
E ma
-
il
:
xu
i
i
n gt ao @n i m te ac c n
.
*
E m a il
-
:
i
i
an g h a oc hu a n
.
氮化 铝 A N 单 晶 与 A GaN 外 延 层 之 间 具 有 最 小 的 晶 格 失 配率 以 及 近 配 乎 为零 的 热 膨 胀 系 数 失 率 由 此 成 为 制 备 含 有高 铝组 分 A GaN 和 A N 外 延 层 及 相 关 器 件 的 最 优 衬 底 材 料 物 理 气 相 传 输 法 PV T 法 是 当 前 唯 实 现 较 大 般 生 长 温 度 在 2 0 5 0 2 3 2 0 C 以 便 获 得足 够 的 尺 寸 A N 体 单 晶 生 长 的 方法 生 迁 长 表 面 移率 和 速 率 但 这 也 造成 大 量 点 缺 陷 的 存在 生 长 出 的 晶 体普 遍 带 有 黄 褐 色 本 文 研 宄 了 较 低 生 长 温 度 范 围 内 S C 上 P VT 法 生 长 A N 的 生 长 发 育 过 程 分 析 了 温度 条 件对 晶 体 表观 颜色 和 形 貌 的 影 响 实 验采 用 偏 角 0 0 0 4 H S C 温 单 晶 片 为 籽 晶 采 用 反 常 规 的 轴 向 大温 差 场设 计 籽 晶 温 度在 7 2 0 7 9 0 C 源 粉 温 度 2 0 0 2 2 0 0 C 温 度 梯 度 高 达 5 0 C cm 生 长 出 多 片 直 径 4 2 mm 厚 度 5 mm 完 整 A N 单 晶 较低 温 度 生 长 的 A N 颜 色 较 浅 甚 至 无 色 较 高 温 度生 长 的 A N 为 微 黄色 利 用 XR D 拉 曼 谱 对 A N 单 晶 材 料样 品 进行 了 表 征
.
,
4
,
4 6 7 7
1
(
2 0
4
)
4
1
第 十 七 届 全 国 晶 体 生 长 与 材 料学 术 会议 C C C G 第 2 分 会 半 导 体材料 器 件 及 应 用
(
:
-
1
7
)
[
1
1
]
Ka
i
x in
hu L i we i G u oe t al g Z
2 0
1
5
)
Biblioteka Baidu
2 ] L [
3 [
an l i a n C h e n
li
,
L we
i
i
G u o e t a l
;
c S
;
i
.
Rep
.
3
,
2 5 9 9
3
1 1
2 0 (
(
1
3
)
L an ]
i
an C h e n , L iw e i G u o
,
,
App
l
.
Ph
y
s.
L e tt 1
.
0 0
,
0 2 3
1
1
3
(
2 0
1
2)
ccc
gl 7
-
0
1
9
1
低温
PV T
1
法生 长 无色 A N 单 晶 研 究 齐 海涛 电子集 团 4 6 所
I
1
4
*
E m ai
-
l
:
t
j
u
t qh
@
1
6 3 c om
(
1
)
l
,
,
l
1
一
。
(
)
一
°
—
1
,
,
,
,
。
i
1
,
。
(
1
)
-
i
°
—
,
,
1
1
,
°
°
—
1
,
/
。
,
1
.
1
。
1
,
,
1
。
、
1
。
关键词
:
氮 化铝 单 晶
;
物 理 气 相 传 输法
;
无色
;
低温 生 长
ccc
g
l
7
-
0
1
9 3
钨单 晶 上
1
单 晶 生长 研 究 p 张丽 电子 集 团 4 6 所
,
0 2
(
2 0
2
)
1
4
)
[
9
1
]
J i a
YuP
i
i
ng
,
,
G u o L We
i i
e t a l
,
Ch n
.
S ci
Bu
ll
et
.
5
7
,
3 0 2 2 (2 0
1
1
[
0
]
We
L u L w e G u o e t
i
al
;
R S C Adv
,
I
。
,
。
,
、
、
、
。
,
、
。
:
、
。
关键 词
:
碳化 硅
;
石 墨烯
;
光 电性 能
;
光 催化
参 考 文献
[
1
]
Zh
i
il i
nLi
,
L
i
a nl i an C h e n e t a l
;
Ph y Re v B B 9
.
.
1
,
0 9 4 4 2 9
(
AN
1
,
(
.
)
、
、
、
,
l
。
1
,
,
1
.
,
、
,
1
。
[
1
]
,
1
。
,
1
。
,
,
°
1
。
1
r
,
*
1
.
。
1
,
.
s
,
-
l
l
(
)
,
1
[
]
1
。
,
,
1
晶
。
关键词
:
氮化 铝 单 晶
;
物 理气 相 传 输 法
;
钨单 晶
4 2
,
e t a l ,
R S C A dv
7
,
.
,
3 9 2 6
2 0
1
3
)
[
4
5
]
[
]
H u an g Q S Wa ng Ge t a J n ng L n L w e Gu o g
l
,
m al l S
et al
J
,
,
4 5 0
(
2 0
1
)
i
i
j
.
,
.
.
e t a l
;
J
.
App
;
l
.
Ph
l
.
y
.
1
5
,
0 4
3 5 2 7 1
(
2 0
1
4
1
)
[
J i ng j i n g Li n, L ]
i
we
i
Gu o
i
et al
App
i
P h y L e t t
. .
.
0 4 1 8 3
1
il
:
*
E ma
-
t
i
u q h t@
1
6 3 co m
.
是 直 接 带 隙 的 超 宽 禁 带 半 导 体 材料 具 有 非 常 大 的 禁 带 宽 度 6 2 e V 极 高 的 击 穿 场 强 和 热 导 率 优 良 的 热 稳 定 性 和 耐 腐 蚀 性 良 好 的 光学 及 力 学 性 能 是 制 作 A GaN 深 紫 外光 电 子器 件 的 最 佳 衬 底 材料 钨 单 晶 与 A N 的 热 导 率相 近 热 膨 胀 系 数 几乎 相 同 a 轴 晶 格 失 配 为 7 % 具 有 高 熔 点 耐 腐 蚀 性 等特 点 在 P VT 法 生 长 A N 的 环 境 下 可 稳 定 存 在 并循 环 使 用 本 文 以 〇 〇 钨 单 晶 为 籽 晶 利 用 物 理 气 相 传 输 法 生 长 A N 体 单 晶 通过 表面 加 工 技 术 和 热 处 理 技 术 获 得 适 宜 A N 单 晶 生长 的 钨单 晶 表 面状 态 通过 工 艺 优 化 控 制 成核 点 数 量 实 现 A N 在 单 晶 鹤表 面 的 单 点 成 核 在 温 度为 2 2 0 C 和 氣气 压力 为 5 0 0 m b a 下 在 鹤 单 晶 衬 底 上 获得 尺寸 为 3 m m * 5 mm 5 mm 的 六 边 形 晶 粒 A N 拉 曼 光谱 显 示 出 单 晶 质 量 优 良 半 高 宽 为 7 5 a rc ec 且 出 现 峰 值 在 8 8 9 c m A L 的 O 模 表 明 在 0 0 钨 单 晶 衬 底 上 生 长 的 A N 单 晶 沿 c 面发 育 在 此 晶 粒 基础 上 通 过调 整 工 艺 条 件 和 反 复生 长 最 终 获 得 基 本完 整 的 直 径 为 2 0 mm 的 黄 褐 色 A N 体 单
1
\
陈小龙
1
*
E ma
-
il
:
l
w guo @ p h v ac
i
.
.
cn
在 碳 化 硅 基 底 上 生长 石 墨 烯 被 广 泛 认 为是 有 希 望 实 现 大 规 模 工 业 化 生 产 和 大 规 模 器 件 加 工 的 技术途 径 美 国 BM 公 司 已 用 实 验 结 果 证 明 碳 化 硅 上 石 墨 烯 止 上 z 场 效 应 晶 体 管 的 电 流 增 益 截 频 率 已 达到 3 5 0 G H 因 此 碳 化 硅基 底 生 长 石 墨 烯 不 仅 在半 导 体 应 用 行 业而 且 在 基 础研 宄 领 域均 得 到 了 广 泛 的 关 注 本 报 告 将 系 统 介 绍 基 于 碳 化硅 单 晶 和 粉 末 可 控 制 备 平 躺 在 碳 化 硅 基 底 上 的 少 层 石 墨 烯 和 桂 及石 毫克 量 级 的 自 由 站 立石 墨烯 以 墨 烯 包 覆 碳 化 颗 粒 的 核 壳结 构 异 质 结 材 料 的 形 貌 特 征 材 料 特 性 以 及 它 们 在揭 示 石 墨 烯 材 料 基 本 物 理 特 性 应 用 于 高 频 微 电 子 器 件 和 紫 外 光 探 测 器 以 及 在 光催 化 降 解 有 机 污 染 物 和 劈 裂水 制 氢 方 面 的 性 硅 业 能 同 时 也 讨 论 了 碳 化 上 石 墨 烯在 今 后 微 电 子 光 电 子 工 和 能 源 环 保 领域 硅 于 的 碳 材 料 制 应用 的 优 势 和 存 在 的 问 题 我 们 的 研 宄 结 果 表 明 基 先 进 化 研 的 石 墨 烯 以 及 它 们 形 成 的 复合 材 料 必 将 在 高 性 能 的 微 电 子器 件 石 墨 烯 光 电 集 成 电 路 和 绿 色 环 保 的 光 催 化 应 用 领 域 发挥 重要 的 作 用
@ n mte
i
.
ac c n
.
碲 化镉及 其 系 列 半 导 体具 有 高 的 平 均 原 子序 数 宽 禁 带 宽 度 大 的 密 度 和 高 电 阻 率等 特 点 是 下 代室 温 型 半 导 体 射 线 探 测 器 的 理 想 材 料 之 但 是 碲 化镉 还 具 有 熔 点 高 导 热 系 数 小 熔 体对 流 小 等 不 利 于 晶 体 生 长 的 缺 陷 在 碲 化 镉 晶 体 生 长 中 强 制 对 流 对 于 晶 体 生 长 是 必 要 的 在 本 次 会议 中 我 们将 介 绍 碲 化镉 系 列 晶 体 使 用 移 动 加 热 法 制 备 时 通过 改 变 坩 埚 的 运 动 形 态 控 制熔 体 的 强 制对 流 红 等 条件 研 宄 晶 体 生 长 界 面 宏 观 和 微观 形 貌 以 及 晶 体 外 透 过率 电 阻 率等 性 能 的 变化
i
,
i
i
Ph y R ev B 8
.
.
3
,
1
2 5 4 3 0
2 0
1
( 2
0
1
1
)
[
6 7
8
]
J
Hu a n g LW Gu o
,
,
et al
;
.
P h ys C 2
.
6
,
3 4 5 3 0
1
1
(
4
)
[
]
Y Gu o L W Gu o
、 、
一 一
,
。
,
,
。
。
,
,
,
,
,
,
。
关 键词
:
碲化镉
;
移动 加 热 法
;
强 制 对流
c cc
g
l
7
-
0
1
6 2
基 于 碳化 硅 的 石 墨 烯材料 及其 特 征和 应用 玉 、 萍 \ 李 林 \ 黄 郊 ^ 伟 \ 陈 洪 详 郭 丽伟 贾 治 芦 中 科 院 物 理所
第 十 七 届 全 国 晶 体 生长 与 材 料 学 术会 议 CCCG 4 第 2 分 会 半 导 体 材料 器件 及 应 用
(
:
7
)
*
E ma
-
il
:
xu
i
i
n gt ao @n i m te ac c n
.
*
E m a il
-
:
i
i
an g h a oc hu a n
.
氮化 铝 A N 单 晶 与 A GaN 外 延 层 之 间 具 有 最 小 的 晶 格 失 配率 以 及 近 配 乎 为零 的 热 膨 胀 系 数 失 率 由 此 成 为 制 备 含 有高 铝组 分 A GaN 和 A N 外 延 层 及 相 关 器 件 的 最 优 衬 底 材 料 物 理 气 相 传 输 法 PV T 法 是 当 前 唯 实 现 较 大 般 生 长 温 度 在 2 0 5 0 2 3 2 0 C 以 便 获 得足 够 的 尺 寸 A N 体 单 晶 生 长 的 方法 生 迁 长 表 面 移率 和 速 率 但 这 也 造成 大 量 点 缺 陷 的 存在 生 长 出 的 晶 体普 遍 带 有 黄 褐 色 本 文 研 宄 了 较 低 生 长 温 度 范 围 内 S C 上 P VT 法 生 长 A N 的 生 长 发 育 过 程 分 析 了 温度 条 件对 晶 体 表观 颜色 和 形 貌 的 影 响 实 验采 用 偏 角 0 0 0 4 H S C 温 单 晶 片 为 籽 晶 采 用 反 常 规 的 轴 向 大温 差 场设 计 籽 晶 温 度在 7 2 0 7 9 0 C 源 粉 温 度 2 0 0 2 2 0 0 C 温 度 梯 度 高 达 5 0 C cm 生 长 出 多 片 直 径 4 2 mm 厚 度 5 mm 完 整 A N 单 晶 较低 温 度 生 长 的 A N 颜 色 较 浅 甚 至 无 色 较 高 温 度生 长 的 A N 为 微 黄色 利 用 XR D 拉 曼 谱 对 A N 单 晶 材 料样 品 进行 了 表 征
.
,
4
,
4 6 7 7
1
(
2 0
4
)
4
1
第 十 七 届 全 国 晶 体 生 长 与 材 料学 术 会议 C C C G 第 2 分 会 半 导 体材料 器 件 及 应 用
(
:
-
1
7
)
[
1
1
]
Ka
i
x in
hu L i we i G u oe t al g Z
2 0
1
5
)
Biblioteka Baidu
2 ] L [
3 [
an l i a n C h e n
li
,
L we
i
i
G u o e t a l
;
c S
;
i
.
Rep
.
3
,
2 5 9 9
3
1 1
2 0 (
(
1
3
)
L an ]
i
an C h e n , L iw e i G u o
,
,
App
l
.
Ph
y
s.
L e tt 1
.
0 0
,
0 2 3
1
1
3
(
2 0
1
2)
ccc
gl 7
-
0
1
9
1
低温
PV T
1
法生 长 无色 A N 单 晶 研 究 齐 海涛 电子集 团 4 6 所
I
1
4
*
E m ai
-
l
:
t
j
u
t qh
@
1
6 3 c om
(
1
)
l
,
,
l
1
一
。
(
)
一
°
—
1
,
,
,
,
。
i
1
,
。
(
1
)
-
i
°
—
,
,
1
1
,
°
°
—
1
,
/
。
,
1
.
1
。
1
,
,
1
。
、
1
。
关键词
:
氮 化铝 单 晶
;
物 理 气 相 传 输法
;
无色
;
低温 生 长
ccc
g
l
7
-
0
1
9 3
钨单 晶 上
1
单 晶 生长 研 究 p 张丽 电子 集 团 4 6 所
,
0 2
(
2 0
2
)
1
4
)
[
9
1
]
J i a
YuP
i
i
ng
,
,
G u o L We
i i
e t a l
,
Ch n
.
S ci
Bu
ll
et
.
5
7
,
3 0 2 2 (2 0
1
1
[
0
]
We
L u L w e G u o e t
i
al
;
R S C Adv
,
I
。
,
。
,
、
、
、
。
,
、
。
:
、
。
关键 词
:
碳化 硅
;
石 墨烯
;
光 电性 能
;
光 催化
参 考 文献
[
1
]
Zh
i
il i
nLi
,
L
i
a nl i an C h e n e t a l
;
Ph y Re v B B 9
.
.
1
,
0 9 4 4 2 9
(
AN
1
,
(
.
)
、
、
、
,
l
。
1
,
,
1
.
,
、
,
1
。
[
1
]
,
1
。
,
1
。
,
,
°
1
。
1
r
,
*
1
.
。
1
,
.
s
,
-
l
l
(
)
,
1
[
]
1
。
,
,
1
晶
。
关键词
:
氮化 铝 单 晶
;
物 理气 相 传 输 法
;
钨单 晶
4 2
,
e t a l ,
R S C A dv
7
,
.
,
3 9 2 6
2 0
1
3
)
[
4
5
]
[
]
H u an g Q S Wa ng Ge t a J n ng L n L w e Gu o g
l
,
m al l S
et al
J
,
,
4 5 0
(
2 0
1
)
i
i
j
.
,
.
.
e t a l
;
J
.
App
;
l
.
Ph
l
.
y
.
1
5
,
0 4
3 5 2 7 1
(
2 0
1
4
1
)
[
J i ng j i n g Li n, L ]
i
we
i
Gu o
i
et al
App
i
P h y L e t t
. .
.
0 4 1 8 3