石墨烯条带纳米电子器件输运性质研究的任务书.docx

石墨烯条带纳米电子器件输运性质研究的任务书
任务书
一、研究背景
石墨烯是一种具有优异电子输运性质的材料，其单层结构具有高达200万cm2/Vs的电子迁移率、高的热稳定性和良好的可撤销性，被视为下一代纳米电子器件的理想候选材料。在石墨烯的应用领域，石墨烯条带在纳米电子器件中具有广阔的应用前景。目前，石墨烯条带的响应和输运性质已经被广泛地研究，但其物理机制和优化设计仍然需要进一步的探索和研究。本次研究旨在通过实验研究和理论计算，深入探究石墨烯条带的输运性质和应用。
二、研究目的
1.研究石墨烯条带的物理性质和输运性质。
2.构建石墨烯条带纳米电子器件，通过实验和理论计算，深入探究其输运性质。
3.研究石墨烯条带在纳米电子器件中的应用。
三、研究内容
1.石墨烯条带的制备：采用化学气相沉积（CVD）等方法在金属基板上生长单晶石墨烯，通过光刻和电子束曝光技术制备具有不同尺寸和形状的石墨烯条带。
2.石墨烯条带的表征：使用扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等表征手段对石墨烯条带进行形貌和结构的分析，通过拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）和次声光谱（Raman）等进行材料的表征。
3.石墨烯条带纳米电子器件的制备：采用光刻和恒定强度的紫外光照射等工艺步骤制备石墨烯条带纳米电子器件。
4.石墨烯条带纳米电子器件的性能研究：通过量子输运模拟，研究石墨烯条带纳米电子器件在不同应变和温度下的输运性质。进一步地，采用STM、电子自旋共振、微腔共振等手段研究器件中的谐振结构和超导性质等特性。
5.石墨烯条带在纳米电子器件中的应用：通过制备具有不同形状和大小的石墨烯条带纳米电子器件，研究其在传感器、可重构电路和热电转换等方面的应用。
四、研究方法
本次研究将采用以下方法：
1.化学气相沉积法合成石墨烯；
2.采用光刻和电子束曝光技术制备具有不同尺寸和形状的石墨烯条带，并通过扫描电镜、原子力显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱等表征手段进行样品表征；
3.通过紫外光照射等工艺步骤制备石墨烯条带纳米电子器件；
4.使用STM、电子自旋共振、微腔共振等手段研究器件中的谐振结构和超导性质等特性；
5.通过量子输运模拟，研究石墨烯条带纳米电子器件在不同应变和温度下的输运性质。
五、研究预期成果
1.获得制备石墨烯条带和纳米电子器件的技术；
2.探究石墨烯条带的物理性质和输运性质；
3.研究石墨烯条带纳米电子器件在不同应变和温度下的输运性质；
4.揭示石墨烯条带纳米电子器件的谐振结构和超导性质等特性；
5.开发石墨烯条带在传感器、可重构电路和热电转换等领域的应用技术。
六、研究进度安排
第1-2个月：文献查阅和数据采集，制备石墨烯条带；
第3-4个月：对石墨烯条带进行表征，采用光刻和恒定强度的紫外光照射等工艺步骤制备具有不同形状和尺寸的石墨烯条带纳米电子器件；
第5-6个月：采用STM、电子自旋共振、微腔共振等手段研究器件中的谐振结构和超导性质等特性，进行石墨烯条带纳米电子器件性能测试；
第7-8个月：通过量子输运模拟研究石墨烯条带纳米电子器件在不同应变和温度下的输运性质；
第9个月：对石墨烯条带在传感器、可重构电路和热电转换等领域的应用进行研究和开发；
第10个月：撰写论文，做实验报告，参加学术会议等。
七、研究经费预算
材料费：20000元；
设备费：120000元；
测试费：80000元；
实验室租用费：20000元；
研究人员工资：100000元。
总费用：360000元。
八、研究团队和责任分工
本研究组由石墨烯材料领域的专家和博士生组成，具有丰富的石墨烯材料制备、表征和器件测试经验。
研究团队成员及职责分工如下：
1.王教授（团队负责人）：负责整个项目的设计和指导，对实验结果进行分析、解释和归纳，并对论文的完成和发表进行指导。
2.李博士：负责石墨烯制备和纳米器件的制备工作，并进行器件性能的测试和表征；
3.张博士：负责计算模拟石墨烯条带的输运性质和器件的优化设计，并对实验结果进行验证和解释；
4.杨博士：负责石墨烯条带在传感器、可重构电路和热电转换等应用领域的研究和开发。
本项目研究周期为10个月，我们将认真、负责、高效的完成本项目的研究任务，争取取得丰硕的研究成果。