[發明專利]一種調控SiC基外延石墨烯電子帶隙的方法

在審

• 申請號: 201510503823.0
• 申請日: 2015-08-17
• 公開（公告）號: CN105088350A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 趙金花;秦希峰;王鳳翔;付剛
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C30B33/02
• 分類號: C30B33/02;C30B33/04
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 支文彬

1.一種調控SiC基外延石墨烯電子帶隙的方法，其特征在于，依次包括如下步驟：

a)準備外延石墨烯樣品，通過SRIM軟件計算離子在SiC晶體中的損傷分布、電子能量損失和核能量損失分布，輻射離子種類為H或He中的一種輕離子以及原子量為6-40之間的中間質量離子，輕離子能量為25keV～500keV、劑量為，中間質量離子能量為500keV～6MeV、劑量為，通過第一性原理計算缺陷石墨烯的能帶結構；

b)用離子束對SiC基外延石墨烯樣品進行輻照，輻照離子穿過石墨烯進入SiC襯底并停留在襯底中，離子束中的輻照離子穿過石墨烯時產生電子能量沉積導致石墨烯晶格機構移位缺陷產生，部分輻照離子與碳原子核發生碰撞產生空位缺陷，輻照后形成帶有缺陷結構的外延石墨烯；

c)分別采用金相顯微鏡觀察石墨烯輻照前后的金相結構以及通過掃描電子顯微鏡觀察石墨烯輻照前后表面褶皺變化；

d)測試不同離子輻照的拉曼光譜，拉曼光譜中的G峰為碳sp2結構的特征峰，拉曼光譜中的D峰為缺陷峰，G峰強度為，其取值為，D峰強度為，其取值為，通過公式計算不同輻照條件下的石墨烯樣品的晶格缺陷量，進而得到缺陷結構隨輻照條件的變化關系；

e)用紅外光譜測試外延石墨烯中的帶隙。

2.根據權利要求1所述的調控SiC基外延石墨烯電子帶隙的方法，其特征在于：所述步驟b）中的離子束種類為H或He的輕離子，其離子能量為25keV-500keV，離子劑量為。

3.根據權利要求1所述的調控SiC基外延石墨烯電子帶隙的方法，其特征在于：所述步驟b）中的離子束種類為原子量為6-40之間的中間質量離子，其離子能量為500keV-6MeV，離子劑量為。

4.根據權利要求1或2或3所述的調控SiC基外延石墨烯電子帶隙的方法，其特征在于：執行完步驟d)后對輻照后的石墨烯進行真空退火處理，得到穩定的缺陷結構。

5.根據權利要求4所述的調控SiC基外延石墨烯電子帶隙的方法，其特征在于：在步驟c)中利用原子力顯微鏡觀察石墨烯輻照前后表面粗糙度的變化。

6.根據權利要求4所述的調控SiC基外延石墨烯電子帶隙的方法，其特征在于：在步驟c)中利用掃描探針顯微鏡得出石墨烯缺陷狀態的具體結構。

7.根據權利要求3所述的調控SiC基外延石墨烯電子帶隙的方法，其特征在于：所述中間質量離子為B或C或N或O或Si或P或Ar中的一種。