研究目的
通过碳和硼的脉冲激光共沉积结合快速热退火来制备掺硼石墨烯薄膜,以控制硼浓度并研究其对石墨烯性能的影响。
研究成果
该研究成功展示了利用脉冲激光沉积(PLD)和快速热退火(RTA)技术合成硼浓度可控的掺硼石墨烯薄膜。硼掺杂石墨烯(BG)薄膜保持了石墨烯的纳米结构特征,但缺陷密度有所增加。该方法为定制石墨烯的电学和化学特性以适应不同应用需求提供了可重复的途径。
研究不足
该研究聚焦于相对较低的硼浓度(2原子百分比)及其对石墨烯性能的影响。建议未来研究更高硼浓度及其影响,以及BG薄膜的电子和电化学特性。
1:实验设计与方法选择:
研究采用高真空条件下碳和硼的脉冲激光共沉积(PLD)技术,随后通过1100°C快速热退火(RTA)将非晶态a-C:B薄膜转化为硼掺杂石墨烯(BG)。
2:样品选择与数据来源:
SiO2基底经清洗后通过热蒸发法镀上60纳米厚的镍膜,a-C:B薄膜通过PLD沉积在镍膜上合成。
3:实验设备与材料清单:
包括热蒸发系统、配备KrF准分子激光器的PLD腔室、RTA退火炉、拉曼光谱仪、XPS光谱仪、场发射扫描电镜(FEG-SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和原子力显微镜(AFM)。
4:实验流程与操作步骤:
过程包含镍膜沉积、PLD沉积a-C:B薄膜及RTA形成BG薄膜,通过拉曼、XPS、SEM、HRTEM和AFM进行表征分析。
5:数据分析方法:
拉曼光谱采用洛伦兹和布赖特-维格纳-法诺拟合分析,XPS数据基于既往研究解读,SEM、HRTEM和AFM图像用于形貌与结构分析。
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