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化合物半導體期末報告
石墨烯
班級:微電四甲
學號:4973A010/4973A070
姓名:凃聖鋒/侯泰安
目錄
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何謂石墨烯
石墨烯的特性
石墨烯的製作
石墨烯的應用
何謂石墨烯
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石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成
六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個
碳原子厚度的二維材料。
石墨烯的特性
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在室溫下，石墨烯的電子遷移率超過15000
cm2/V•s，比奈米碳管(約10000 cm2/V•s)
高，更是矽(1400cm2/ V•s)的10倍以上；
其電阻為約10 6 Ω•cm，比銅或銀金屬更
低，是目前所有已知材料中，在室溫下具
最低電阻的材料，導電密度是銅的一百萬
倍。
石墨烯的製作
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撕膠帶法/輕微摩擦法
碳化矽表面外延生長
金属表面生长
氧化減薄石墨片法
肼還原法
乙氧鈉裂解
切割碳納米管法
撕膠帶法/輕微摩擦法
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微機械分離法，直接將石墨烯薄片從較大
的晶體上剪裁下來。
碳化矽表面外延生長
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該法是通過加熱單晶碳化矽脫除矽，在單
晶(0001) 面上分解出石墨烯片層。具體過
程是：將經氧氣或氫氣刻蝕處理得到的樣
品在高真空下通過電子轟擊加熱，除去氧
化物。
金屬表面生長
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利用生長基質原子結構「種」出石墨烯，
首先讓碳原子在1150℃下滲入釕，然後冷
卻，冷卻到850℃後,之前吸收的大量碳原
子就會浮到釕表面，鏡片形狀的單層的碳
原子「 孤島」 布滿了整個基質表面，最
終它們可長成完整的一層石墨烯。
氧化減薄石墨片法
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石墨烯也可以通過加熱氧化的辦法一層一
層的減薄石墨片，從而得到單、雙層石墨
烯 。
肼還原法
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將氧化石墨烯紙置入純肼溶液（一種氫原
子與氮原子的化合物），這溶液會使氧化
石墨烯紙還原為單層石墨烯。
乙氧鈉裂解
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首先用納金屬還原乙醇，然後將得到的乙
醇鹽產物裂解，經過水沖洗除去鈉鹽，得
到黏在一起的石墨烯，再用溫和聲波振動
振散，即可製成公克數量的純石墨烯。
切割碳納米管法
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其中一種方法用過錳酸鉀和硫酸切開在溶
液中的多層壁碳納米管。另外一種方法使
用等離子體刻蝕一部分嵌入於聚合物的納
米管。
石墨烯的應用
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透明導電電極
導熱材料
超級電容器
石墨烯奈米帶
透明導電電極
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石墨烯良好的電導性能和透光性能，使它
在透明電導電極方面有非常好的應用前景。
觸摸屏、液晶顯示、有機光伏電池、有機
發光二極體等等，都需要良好的透明電導
電極材料。
導熱材料
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石墨烯層的導熱系數高達5300 W/m•K，比
奈米碳管和金鋼石好，且其大小隨溫度升
高而縮小，與任何其他物質的熱脹冷縮的
性質不同。
超級電容器
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石墨烯具有特高的表面面積對質量比例，
石墨烯可以用於超級電容器的導電電極。
石墨烯奈米帶
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石墨烯奈米帶的二維結構具有高電導率、
高熱導率、低雜訊，這些優良品質促使石
墨烯奈米帶成為積體電路互連材料的另一
種選擇，有可能替代銅金屬。
參考資料
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http://www.knsi.com.tw/KangSiNet/_Html/Teacher/KnsiPeaper/chem/0006_980047%
28%E5%8C%96%E5%AD%B8%29.pdf
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E7%83%AF#.E5.BA.94.E7
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