退火时间对Ni催化非晶碳转变石墨烯的影响

编号：NMJS07190

篇名：退火时间对Ni催化非晶碳转变石墨烯的影响

作者：李汉超 魏菁 郭鹏 孙丽丽 崔平 汪爱英

关键词： 非晶碳 石墨烯 相转变 Ni催化 退火时间 固体碳源

机构： 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室 中国科学院浙江省海洋材料与防护技术重点实验室 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 上海科技大学物质科学与技术学院 中国科学院大学材料与光电研究中心

摘要： 目的研究不同退火时间对Ni催化非晶碳转化生成石墨烯的影响。方法采用磁过滤电弧沉积技术,在SiO2/Si基片上制备非晶碳薄膜,之后利用磁控溅射技术,在非晶碳薄膜上镀上一层金属Ni。再将样品放置在管式炉中进行真空退火热处理。通过X射线光电子能谱(XPS)表征非晶碳的化学价态,利用扫描电子显微镜(SEM)观察退火前后样品的表面形貌变化,利用拉曼光谱(Raman spectra)对生成的石墨烯进行质量表征,采用透射电子显微镜(TEM)对微观石墨烯结构进行表征。结果 700~800℃范围内,合理延长退火时间至60 min,可以提高生成的石墨烯质量,使得ID/IG值分别从0.63、0.61降至0.53、0.46。TEM显示,700℃退火60min时,得到的石墨烯约为32层。900℃时,在1~10min短时间内退火,即可得到高质量石墨烯。结论退火时间显著影响非晶碳转化生成的石墨烯。900℃时,短时间退火可以生成高质量石墨烯,而在700~800℃时,则需要延长退火时间才可得到高质量石墨烯。退火时间并不能无限延长,否则会导致生成的石墨烯结构被破坏。