化學氣相沉積法

化學氣相沉積法(CVD)制備石墨烯滕燕燕1化學氣相沉積〔CVD)利用氣態(tài)或蒸汽態(tài)的物質(zhì)在熱固外表上反響形成沉積物的過程氣相生長技術(shù)2CVD反響體系應(yīng)滿足的條件：D反應(yīng)體系應(yīng)滿足的條件：在沉積溫度下，反應(yīng)物必須有足夠高的蒸氣壓力，要保證能以適當?shù)乃俾时灰敕磻?yīng)室A反應(yīng)原料是氣態(tài)或易于揮發(fā)成蒸氣的液體或固態(tài)物質(zhì)，反應(yīng)易于生成所需要的沉積物，其他反應(yīng)產(chǎn)物保留在氣相中排除或易于分離B沉積薄膜本身必須具備足夠低的蒸汽壓，以保證在整個沉積反應(yīng)過程中都能在受熱基體上進行；基體材料在沉積溫度下的蒸汽壓也必須足夠低C31反應(yīng)劑在主氣流中越過邊界層向基體材料表面擴散2化學反應(yīng)劑被吸附在基體材料的表面并進行反應(yīng)3化學反應(yīng)生成的固態(tài)物質(zhì)在基體表面成核，生長成薄膜4反應(yīng)后的氣相物質(zhì)離開基體材料表面，擴散回邊界層，隨運輸氣體排出反應(yīng)室CVD反響過程的主要步驟4CVD技術(shù)在無機合成時的特點不改變固體基底的形狀，保形性可利用CVD技術(shù)對道具外表進行涂層處理，也可應(yīng)用于超大規(guī)模集成電路制造工藝中?？梢缘玫絾我坏臒o機合成物質(zhì)

作為原料可以制備出更多產(chǎn)品可以得到特定形狀的游離沉積物器具

制造碳化硅器皿和金剛石薄膜部件可以沉積生成晶體或細分狀物質(zhì)

可以用來生成超微粉體，在特定的工藝條件下可以生產(chǎn)納米級的超細粉末501020304

熱壁低壓化學氣相沉積LPCVD金屬有機化學氣相沉積MOCVD等離子體化學氣相沉積PECVD

激光化學氣相沉積LCVDCVD技術(shù)的分類6CVD裝置CVD裝置由氣源控制部件、沉積反響室、沉積控溫部件，真空排氣和壓強控制部件組成出現(xiàn)于20世紀70年代末，被譽為集成電路制造工藝中的一項重大突破7石墨烯

石墨烯是由sp2雜化的碳原子鍵合而成的具有六邊形蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的二維原子晶體石墨烯的主要制備方法：微機械剝離法SiC外延生長法化學氧化復原法化學氣相沉積法8利用甲烷等含碳化合物作為碳源,通過其在基體外表的高溫分解生長石墨烯。CVD法制備石墨烯9

滲碳析碳機制：

對于鎳等具有較高溶碳量的金屬基體，碳源裂解產(chǎn)生的碳原子在高溫時滲入金屬基體內(nèi)，在降溫時再從其內(nèi)部析出成核，最終生長成石墨烯。CVD法生長石墨烯的(a)滲碳析碳機制與(b)外表生長機制示意圖CVD法制備石墨烯外表生長機制：對于銅等具有較低溶碳量的金屬基體，在高溫下氣態(tài)碳源裂解生成的碳原子吸附于金屬外表，進而成核生長成石墨烯薄膜。10

石墨烯的ＣＶＤ生長主要涉及三個方面：

碳源、生長基體和生長條件CVD法制備石墨烯11CVD法制備石墨烯碳源烯目前生長石墨烯的碳源主要是烴類氣體,如甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)等選擇碳源需要考慮的因素主要有烴類氣體的分解溫度、分解速度和分解產(chǎn)物等。碳源的選擇在很大程度上決定了生長溫度12CVD法制備石墨烯生長基體烯目前使用的生長基體主要包括金屬箔或特定基體上的金屬薄膜。選擇的主要依據(jù)有金屬的熔點、溶碳量以及是否有穩(wěn)定的金屬碳化物等。金屬的晶體類型和晶體取向也會影響石墨烯的生長質(zhì)量。13CVD法制備石墨烯生長條件烯從氣壓的角度可分為常壓、低壓(105Pa～10-3Pa)和超低壓(<10-3Pa)。據(jù)載氣類型不同可分為復原性氣體(H2)、惰性氣體(Ar、He)以及二者的混