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石墨烯的低温PECVD制备及其应用探索研究的中期报告
本中期报告主要介绍石墨烯的低温PECVD制备及其应用探索研究的进展情况。
1.石墨烯的低温PECVD制备
石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有优良的导电性、热导性和机械强度等性质，因此受到广泛关注。传统的石墨烯生长方法通常需要高温、高真空等条件，极大限制了石墨烯的应用。而低温PECVD是一种可以在普通大气压下进行的石墨烯制备方法，具有生长速度快、成本低、操作简单等优点。
本研究利用PECVD方法在硅衬底上生长了单层石墨烯。我们采用的是一种改进的PECVD方法，利用氨基硅烷作为前驱体，将氨基硅烷分解得到的甲基基团和氢原子参与到碳源气体乙烯中，使其产生解离并在硅表面生成碳链，最终形成石墨烯。
我们对生长过程进行了优化，控制气体流速和温度等条件，成功生长出了单层石墨烯。我们使用SEM技术和原子力显微镜对石墨烯样品进行了表征，发现其具有典型的石墨烯光学形貌和结构特征，证明了低温PECVD方法可以有效地生长单层石墨烯。
2.石墨烯的应用探索
除了石墨烯的制备，我们还对其应用进行了探索。石墨烯具有优良的导电性和机械强度，因此可以用于制备电子器件和传感器等应用。
我们首先将制备的石墨烯样品转移到SiO2/Si衬底上，并利用光刻技术制备了电子器件结构。通过测试，我们发现石墨烯样品的电阻率在10-3Ω·cm左右，表明其具有良好的导电性。此外，我们还进行了压电传感器的制备研究，发现将石墨烯与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合可以大大提高传感器的灵敏度和稳定性。
总体而言，我们的研究表明了低温PECVD方法可以有效地制备单层石墨烯，并且石墨烯具有广泛的应用前景。未来我们将进一步探索其在电子器件、传感器等领域的应用，并进一步优化制备方法，提升生长效率和质量。