等离子体化学气相沉积工艺调控铜基-石墨烯复合薄膜材料微结构及电学热学性能研究

编号：CYYJ03795

篇名：等离子体化学气相沉积工艺调控铜基-石墨烯复合薄膜材料微结构及电学热学性能研究

作者：白雪园 刘显波 陈龙庆 王正上 杨勇飞 郑洲

关键词： PECVD 铜膜 石墨烯 电导率

机构： 中国工程物理研究院化工材料研究所 四川警察学院公共安全实验室 四川大学原子核科学技术研究所教育部辐射物理与技术重点实验室 四川省新材料研究中心

摘要： 本文利用等离子体化学气相沉积PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)技术制备了铜基-石墨烯复合薄膜,通过X射线衍射及Raman光谱证实了低温合成的可行性.同时,逐步研究压强、功率、气流量、基底温度等关键参数对沉积速率的影响,实现了对薄膜材料厚度和生长过程的准确控制.进一步研究发现,H2与CH4的气体比例严重影响了等离子体与基底表面的相互作用,并导致了材料表面微观结构和粗糙度的协同改变.通过工艺参数和气体配比的优化,实现了对薄膜表面结构的有效调节.当H2/CH4为1:12时,薄膜的粗糙度最低,电子与声子的散射源被充分抑制,电导率和热导率分别达到8.3×106S/cm与158 W/m·K,表明该材料具有良好的导电性及优秀的散热效果.本文系统优化PECVD生产过程中的各项关键工艺参数,并详细分析了气体配比、表面结构、粗糙度及薄膜宏观物性之间的关联,为铜基-石墨烯复合薄膜的工业化生产和商业化应用提供了理论支撑和实验依据。