電拋光預處理銅箔表面成長石墨烯之特性探討

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Title:	電拋光預處理銅箔表面成長石墨烯之特性探討
Authors:	陳密
Contributors:	化材系
Keywords:	石墨烯，熱化學氣相沉積法,銅箔基板,電拋光，預處理
Date:	2015-10
Issue Date:	2016-02-24 13:26:31 (UTC+8)
Abstract:	石墨烯是碳原子以SP2鍵結成蜂巢晶格之平面薄片結構，其厚度只有一層碳原子厚。是目前最薄且最硬的奈米材料，也是一種透明且良好的導體，由於其具有獨特的結構與優異的物理特性，可應用於奈米電子元件、透明觸控螢幕、透明觸控面板、電容器、鋰電池、太陽能電池複合材料和儲氫材料等。石墨烯的製備方法主要有機械剝離法、加熱碳化矽法、氣相沉積法和化學氧化法等。以熱化學氣相沉積法最適合大量生產，因為其容易操作與設備構造簡單。本專題研究以熱化學氣相沉積法在銅箔基板上成長石墨烯，以常用之反應氣體，氫氣-甲烷-氬氣為製程氣體，銅箔基板在製備過程中，需先將銅沉積在轉動的滾筒上，再剝離捲成銅箔捲，因此造成表面皺褶現象，碳原子沉積較容易受到阻礙，成長石墨烯易產生缺陷。本研究將銅箔基板先以電拋光預處理，藉由電拋光改善銅箔表面皺褶，增加平坦度，利於碳原子沉積，有效降低石墨烯缺陷，提高石墨烯品質，並探討改變電解液混合比例和反應參數，得最佳之銅箔基板電拋光預處理參數以得高品質之石墨烯。研究結果顯示，電拋光預處理之最佳混合電解液聚乙二醇與磷酸(PEG/H3PO4)比例為1：3，電流值為0.04 A、反應時間為60min，得到之石墨烯品質較佳，成長所得石墨烯之片電阻值為553 Ω/□，且透光率高達97.47%。
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