藍寶石基底石墨烯薄膜是將石墨烯轉移至藍寶石基底上形成的石墨烯制品。可以制成單層石墨烯薄膜、雙層石墨烯薄膜和少層石墨烯薄膜,薄膜尺寸大小均可定制。藍寶石基底上的石墨烯因其獨特的物理和化學特性,以及在材料科學中的重要應用而受到廣泛關注:
- 生長方法
- 化學氣相沉積(CVD)是制備大面積、高質量石墨烯的主要方法之一。通過在藍寶石襯底上進行CVD生長,可以制備出石墨烯材料。
- 研究生長溫度對石墨烯表面形貌和晶體質量的影響,發現低溫生長有利于保持材料表面的平整度,高溫生長有利于提高材料的晶體質量。
- 在藍寶石基底上,通過金屬鎳輔助生長石墨烯,可以解決石墨烯在絕緣襯底上生長的難題。
- 特性
- 藍寶石基底上的石墨烯可以顯著降低AlN的成核密度,提高AlN的生長速率,這主要歸結于無懸掛鍵的石墨烯表面金屬粒子具有較低的遷移勢壘。
- 石墨烯的引入可以提高AlN的晶格弛豫,兩種材料保持各自的晶格常數,進而說明兩種材料中的應力被完全釋放。
- 在藍寶石基底上生長的石墨烯具有優異的電學特性,室溫下載流子遷移率高。
- 應用
- 藍寶石基底上的石墨烯可以作為緩沖層,緩解藍寶石與Ⅲ族氮化物的晶格失配問題,有利于大功率發光二極管的制備。
- 石墨烯作為緩沖層能夠弛豫部分晶格失配和熱失配,有望解決LED與藍寶石襯底晶格失配、熱失配和散熱性能不良的問題。
- 藍寶石基底上的石墨烯因其優異的電學特性,可以用于制備場效應晶體管,具有良好的電子輸運性能和高載流子遷移率。
這些研究表明,藍寶石基底石墨烯在電子器件、光電領域以及作為緩沖層緩解材料之間的晶格失配和熱失配方面具有重要的應用潛力。隨著研究的深入,藍寶石基底石墨烯的應用領域將進一步擴展
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