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石墨烯薄膜的制备方法及应用研究进展 下载:76 浏览:430

何延如1,2 田小让1,2 赵冠超1,2 代玲玲1,2 聂革1,2 刘敏胜1,2 《新材料》 2020年9期

摘要:
完美石墨烯由于具有高导电性、高透光性、高柔韧性、高阻隔性、高机械强度、高化学稳定性、超薄等特性,被誉为21世纪最具颠覆性的"新材料之王",引起全球各界的关注,并预期在电子领域、光子领域、能源领域、环保领域、生物医疗健康等领域具有广阔的发展前景。目前,欧洲、美国、日本等众多国家,都把石墨烯列为本世纪最重要的新材料进行研究和开发,并已在新能源、电子等方面取得重要进展和初步应用效果。我国也明确把石墨烯作为国家重要战略材料列入国家"十三五"规划。石墨烯分为石墨烯粉体(还原氧化石墨烯)和石墨烯薄膜两大类。目前研究较多的是石墨烯粉体,且其制备和应用方面都有了系统的研究,并取得了一定成果。对于石墨烯薄膜,研究较多的是其制备技术,虽然对石墨烯薄膜在各个领域的应用均进行了初步研究,验证了它应用于其中的可行性,并预期其在部分应用领域具有显著优势,但多数处于研究初期,还面临众多技术挑战。因为目前制备的石墨烯薄膜性能和理论性能有较大差距,所以需要研究者们一方面改进制备技术,提升石墨烯薄膜性能;另一方面结合石墨烯特性选择拥有显著优势的应用领域进行深入研究,设计能够体现石墨烯薄膜性能优势的产品器件,这样才能真正打开石墨烯薄膜的应用市场。本文首先介绍了化学气相沉积法制备石墨烯薄膜的研究现状及发展趋势。目前,石墨烯薄膜晶畴尺寸多为微米级到毫米级,少数研究机构所制的石墨烯薄膜晶畴可达到厘米级;石墨烯薄膜迁移率一般可达到10 000~30 000 cm2/(V·s),方阻小于150Ω/,透光率达到97. 7%。石墨烯薄膜发展趋势是开发可控、快速制备大面积、大晶畴、高质量原位沉积石墨烯薄膜的技术和找到可体现石墨烯薄膜优异性能的应用场景。其次在欧盟"石墨烯旗舰计划"科技路线图的框架下,根据石墨烯薄膜的诸多预期特性,结合技术先进性、未来市场规模、可行性、开发周期等方面,选定16项主要应用方向作为重点关注方向,并将其归为七大类应用:透明导电层、分离隔离膜、场效应晶体管(沟道层)、光电探测器(有源区)、导热材料、集流体涂层、催化剂载体。本文重点系统地分析了石墨烯薄膜在上述应用中预期带来的优势、现状和面临的问题,为石墨烯薄膜材料的发展提供研究基础。

基于CVD法制备的单层二硫化钼的光电晶体管特性研究 下载:15 浏览:363

杨启志1 方佳佳1 王权1,2 《传感器研究》 2018年11期

摘要:
二硫化钼(MoS2)优异的理化性能在光电晶体管领域的应用具有极大潜力。文中研究了化学气相沉积法(CVD)法生长的MoS2薄膜制备的光电晶体管的性能。随着光照强度的增加,光电流也随之增加,但幅度逐渐下降,由于其价带上的电子极易吸收能量跃迁到导带从而产生光电流,但最终会达到响应饱和状态。对基于二硫化钼光电晶体管性能的研究有助于二硫化钼材料在光电传感器上的应用。

狭缝式化学气相沉积制备SiC涂层及其抗氧化性能研究 下载:64 浏览:455

廖超前1,2 王昊3 齐绍忠1 任兵1 刘桦3 何雨恬3 黄东1,4 张明瑜4 《材料科学研究》 2019年7期

摘要:
为了改善SiC涂层试样的均匀性,同时提高制备效率,利用石墨材料为沉积基体,通过狭缝式化学气相沉积法制备SiC涂层,同时分析并研究了SiC涂层的微观结构和抗氧化性能.研究结果表明:与普通化学气相沉积工艺相比,狭缝式化学气相沉积工艺沉积速率更大,沉积1 h后涂层厚度为17.3μm;狭缝式化学气相沉积工艺制备的SiC涂层晶粒更细,涂层均致密无缺陷,与基体相容性较好.狭缝式化学气相沉积的SiC涂层在1500℃时下具有较好的氧化防护能力,在静态空气中恒温氧化24 h后,氧化失重仅为4.01 mg/cm2.狭缝式化学气相沉积的SiC涂层表面裂纹的尺寸很小,在氧化过程中更容易被氧化产生的SiO2玻璃态物质封填,而发生自愈合效应,从而使涂层具有良好抗氧化性能.

板式PECVD镀膜均匀性及颜色优化研究 下载:82 浏览:498

张晓朋 李翠双 刘海金 闫兰 赵培 《光电子进展》 2018年2期

摘要:
研究了PECVD工艺对晶硅太阳能电池表面氮化硅薄膜的均匀性和组件的外观颜色差异的影响。以梅耶博格的SINA I板式PECVD设备为例,讨论了产生颜色差异的原因,并提出了解决颜色差异、优化颜色及镀膜均匀性的方案。在此基础上,对板式PECVD镀膜设备进行了有针对性的调整,改善了镀膜的均匀性,使颜色的一致性得到优化。

反应物浓度诱导CVD SiC结构的转变 下载:77 浏览:487

黄东1,2 王昊3 何雨恬3 王秀连3 刘桦3 邓畅光3 林松盛3 张明瑜2 《材料科学研究》 2019年6期

摘要:
利用低密度的C/C复合材料为沉积基体,通过化学气相沉积法制备气相生长SiC,分析并研究了不同沉积位置和反应物浓度下气相生长SiC的微观形貌和物相组成.结果表明,随着反应物气体浓度的降低,多孔C/C复合材料基体上气相生长的SiC的微观结构呈区域性变化,SiC薄膜依次向SiC薄膜和颗粒、SiC短棒、SiC纳米线转变.探讨了不同反应物浓度气氛中过饱和度诱导原子迁移和气相分子吸附的过程,并提出一个SiC的生长模型.

不同碳基体CVD SiC涂层的制备及其微观结构研究 下载:97 浏览:483

王昊1 黄东2,3 何雨恬1 王秀连1 邓畅光1 林松盛1 《材料科学研究》 2019年3期

摘要:
分别以高纯石墨、细颗粒石墨及低密度的C/C复合材料为基体,以MTS为SiC的先驱体原料,采用化学气相沉积工艺制备SiC涂层.通过扫描电镜(SEM)观察CVD SiC涂层的微观形貌,利用X射线衍射仪(XRD)分析其晶体结构.研究发现,在不同沉积基体上沉积的SiC晶体形貌不同.以高纯石墨为基体的试样表面基本不存在SiC晶须的生长特征;以细颗粒石墨为基体的试样的表面发现了SiC晶须的生长特征,且基体内部的SiC晶体具有一定的CVI特征,即靠近基体内部沉积的SiC晶体逐渐由SiC晶须变为SiC纳米线;以C/C复合材料为基体的试样内部和表面沉积的SiC晶体表现出多元化的形貌,以层状SiC晶体和SiC晶须为主,主要是由基体材料微观结构的多元化而导致沉积的微区气氛有所不同造成的.

颗粒简化成核、烧结及成长过程的数值模拟 下载:84 浏览:533

董楠航1 陈石1 谢洪勇2 盛玉美3 《纳米技术研究》 2023年6期

摘要:
通过编制C语言程序在CFD商业软件FLUENT中引入颗粒动力学模型,实现对颗粒成长的数学模拟.首先在FLUENT中计算得到丙烷与空气反应的湍流火焰场(含四氯化钛氧化反应),在此基础上将气体中的颗粒或者颗粒聚集块看成一种假定的气体组分,忽略颗粒相对流体的影响,通过UDF导入颗粒模型进行计算,对颗粒尺寸进行了预测,结果显示该模型对颗粒尺寸的预测与实验数据相差不大.进一步分析了火焰温度、氧化剂流量等对生成颗粒或者颗粒聚集块尺寸的影响,结果表明:温度越高颗粒成长越快,单位空间内氧化产物越多越容易长大。

火焰CVD法合成纳米颗粒的燃烧过程数值模拟 下载:84 浏览:770

​赵和平 郝晓梅 陈石 谢洪勇 《纳米技术研究》 2021年5期

摘要:
文章应用CFD商业软件Fluent,对火焰气相沉积法合成TiO2纳米颗粒的湍流扩散燃烧过程进行了数值模拟,并对不同近壁面处理方式下的三种k-ε湍流模型进行了比较.通过与实验数值比较,在非平衡壁面处理下的模拟效果较好.用Standard k-ε湍流模型,对16种工况的丙烷/空气火焰CVD法合成纳米TiO2颗粒的燃烧过程进行了数值模拟.结果表明模拟的火焰长度与实验结果符合的较好,空气/丙烷比高于恰当比时火焰温度的模拟结果与实验结果符合的较好。

纳米硅量子点的自组织形成及其量子效应 下载:43 浏览:388

高文秀 刘继伟 高鹏 郭先清 《纳米技术研究》 2019年4期

摘要:
用减压气相淀积法(LPCVD),在二氧化硅以及石英基板上自组织形成了高密度的(1011cm-2)纳米尺寸的半球状硅单晶粒(硅量子点),并进一步利用自组织生成的硅量子形成具有悬浮栅极的MOS单元,验证了硅量子点的量子效应。
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