等離子體化學氣相沉積工藝調(diào)控銅基-石墨烯復合薄膜材料微結(jié)構(gòu)及電學熱學性能研究

編號：CYYJ03795

篇名：等離子體化學氣相沉積工藝調(diào)控銅基-石墨烯復合薄膜材料微結(jié)構(gòu)及電學熱學性能研究

作者：白雪園 劉顯波 陳龍慶 王正上 楊勇飛 鄭洲

關(guān)鍵詞： PECVD 銅膜 石墨烯 電導率

機構(gòu)： 中國工程物理研究院化工材料研究所 四川警察學院公共安全實驗室 四川大學原子核科學技術(shù)研究所教育部輻射物理與技術(shù)重點實驗室 四川省新材料研究中心

摘要： 本文利用等離子體化學氣相沉積PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)技術(shù)制備了銅基-石墨烯復合薄膜,通過X射線衍射及Raman光譜證實了低溫合成的可行性.同時,逐步研究壓強、功率、氣流量、基底溫度等關(guān)鍵參數(shù)對沉積速率的影響,實現(xiàn)了對薄膜材料厚度和生長過程的準確控制.進一步研究發(fā)現(xiàn),H2與CH4的氣體比例嚴重影響了等離子體與基底表面的相互作用,并導致了材料表面微觀結(jié)構(gòu)和粗糙度的協(xié)同改變.通過工藝參數(shù)和氣體配比的優(yōu)化,實現(xiàn)了對薄膜表面結(jié)構(gòu)的有效調(diào)節(jié).當H2/CH4為1:12時,薄膜的粗糙度最低,電子與聲子的散射源被充分抑制,電導率和熱導率分別達到8.3×106S/cm與158 W/m·K,表明該材料具有良好的導電性及優(yōu)秀的散熱效果.本文系統(tǒng)優(yōu)化PECVD生產(chǎn)過程中的各項關(guān)鍵工藝參數(shù),并詳細分析了氣體配比、表面結(jié)構(gòu)、粗糙度及薄膜宏觀物性之間的關(guān)聯(lián),為銅基-石墨烯復合薄膜的工業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)化應(yīng)用提供了理論支撐和實驗依據(jù)。