自然科学总论
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297千字
字数
2021-09-01
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主编推荐语
系统介绍化学气相沉积制备石墨烯的基本原理、研究现状及发展趋势
内容简介
本书围绕化学气相沉积方法制备石墨烯及其研究现状展开，重点关注化学气相沉积生长石墨烯方法的基本原理、反应热力学和动力学、生长过程的影响因素和控制方法等，并系统介绍了该领域的发展现状及代表性的研究工作。
本书为读者提供基础性、系统性和指南性的石墨烯化学气相沉积生长知识，展示新研究成果，可供初涉利用化学气相沉积方法制备石墨烯的研究生、科研人员、相关科技工作者使用。
目录
- 版权信息
- 内容提要
- 战略前沿新材料——石墨烯出版工程丛书编委会
- 总序一
- 总序二
- 丛书前言
- 前 言
- 第1章 碳的成键结构与同素异形体
- 1.1 碳的成键原理与成键结构
- 1.1.1 非共轭σ键与π键的形成
- 1.1.2 离域π键
- 1.2 碳的同素异形体
- 1.2.1 金刚石
- 1.2.2 石墨与石墨烯
- 1.2.3 富勒烯
- 1.2.4 碳纳米管
- 1.2.5 石墨炔
- 1.2.6 长链卡宾
- 1.3 同素异形体间的相互转换
- 参考文献
- 第2章 石墨烯生长的基本概念
- 2.1 化学气相沉积技术
- 2.1.1 基本定义
- 2.1.2 实验条件和分类方法
- 2.2 碳源裂解反应
- 2.2.1 气相碳源裂解过程
- 2.2.2 生长衬底表面的碳源裂解过程
- 2.3 生长动力学
- 2.3.1 金属衬底溶碳能力的影响
- 2.3.2 生长基元步骤
- 2.3.3 生长边缘结构
- 2.4 氢气的作用
- 参考文献
- 第3章 石墨烯在金属衬底上的催化生长
- 3.1 铜表面上的生长
- 3.1.1 表面自限制生长
- 3.1.2 双层石墨烯的生长方法
- 3.2 镍表面上的生长
- 3.2.1 偏析生长
- 3.2.2 层数控制
- 3.3 其他金属表面上的生长
- 3.3.1 ⅠB-ⅡB族过渡金属上石墨烯的生长
- 3.3.2 VIIIB族过渡金属上石墨烯的生长
- 3.3.3 ⅣB-ⅥB族过渡金属上石墨烯的生长
- 3.3.4 ⅦB族过渡金属上石墨烯的生长
- 3.4 合金表面上的生长
- 3.4.1 Cu-Ni合金
- 3.4.2 Ni-Mo合金
- 3.4.3 Au-Ni和Pd-Co合金
- 3.5 晶面取向对生长的影响
- 3.5.1 晶面对石墨烯生长速度的影响
- 3.5.2 晶面对石墨烯取向的影响
- 3.5.3 晶面对石墨烯形状的影响
- 3.5.4 衬底晶面与石墨烯的相互作用
- 3.6 褶皱的定义与形成机制
- 3.6.1 热力学导致的本征涟漪
- 3.6.2 化学气相沉积生长过程形成的褶皱
- 3.6.3 转移过程导致的褶皱
- 3.6.4 褶皱对石墨烯性质的影响
- 3.6.5 无褶皱石墨烯的生长方法
- 参考文献
- 第4章 石墨烯在绝缘衬底上的生长
- 4.1 绝缘衬底的特殊性
- 4.1.1 碳源热裂解
- 4.1.2 传质和表面反应过程
- 4.2 绝缘衬底上的石墨烯生长方法
- 4.2.1 热裂解生长方法
- 4.2.2 等离子体增强化学气相沉积生长方法
- 4.2.3 催化剂辅助生长法
- 4.3 六方氮化硼表面生长石墨烯
- 4.3.1 六方氮化硼表面生长石墨烯的意义
- 4.3.2 六方氮化硼表面生长石墨烯的方法
- 参考文献
- 第5章 大单晶石墨烯的生长方法
- 5.1 成核
- 5.1.1 成核过程
- 5.1.2 成核密度与成核势垒
- 5.2 畴区拼接
- 5.3 大单晶石墨烯的生长方法
- 5.3.1 单一成核位点外延生长方法
- 5.3.2 多点同取向成核的无缝拼接法
- 参考文献
- 第6章 超洁净石墨烯的制备方法
- 6.1 CVD生长过程中石墨烯的本征污染问题
- 6.2 本征污染的成因
- 6.2.1 气相反应的复杂性
- 6.2.2 衬底表面上的碳化和石墨化过程
- 6.3 直接生长法制备超洁净石墨烯
- 6.3.1 泡沫铜助催化生长法
- 6.3.2 含铜碳源助催化生长法
- 6.4 后处理法制备超洁净石墨烯
- 6.4.1 二氧化碳氧化刻蚀技术
- 6.4.2 魔力粘毛辊技术
- 参考文献
- 第7章 掺杂石墨烯的生长方法
- 7.1 石墨烯的掺杂类型
- 7.2 单一元素掺杂
- 7.2.1 氮掺杂
- 7.2.2 硼掺杂
- 7.2.3 其他元素掺杂
- 7.3 多元素共掺杂
- 7.3.1 硼氮共掺杂
- 7.3.2 选区掺杂
- 7.4 掺杂结构的调控
- 参考文献
- 第8章 石墨烯玻璃的CVD生长方法
- 8.1 玻璃的化学组成及其作为CVD生长衬底的特殊性
- 8.2 石墨烯玻璃的高温生长方法
- 8.2.1 常压CVD生长法
- 8.2.2 低压CVD生长法
- 8.2.3 熔融床CVD生长法
- 8.3 石墨烯玻璃的PECVD生长方法
- 8.3.1 垂直取向石墨烯的PECVD生长
- 8.3.2 水平取向石墨烯的PECVD生长
- 8.4 石墨烯玻璃的规模化制备
- 8.4.1 规模化制备装备
- 8.4.2 规模化制备工艺
- 8.5 石墨烯玻璃的应用展望
- 参考文献
- 第9章 粉体石墨烯的CVD生长方法
- 9.1 粉体石墨烯的常规制备方法
- 9.1.1 氧化还原法
- 9.1.2 液相剥离法
- 9.1.3 其他方法
- 9.2 粉体石墨烯的模板CVD生长方法
- 9.2.1 金属颗粒模板法
- 9.2.2 非金属颗粒模板法
- 9.2.3 复杂分级结构石墨烯的模板生长法
- 9.3 粉体石墨烯的无模板CVD生长方法
- 9.3.1 微波等离子体辅助生长法
- 9.3.2 电弧放电生长法
- 9.4 粉体石墨烯的生长机制
- 参考文献
- 第10章 泡沫石墨烯的制备方法
- 10.1 泡沫石墨烯材料
- 10.2 组装法制备泡沫石墨烯
- 10.2.1 水热还原法
- 10.2.2 化学还原法
- 10.2.3 冷冻干燥法
- 10.2.4 3D打印法
- 10.2.5 其他方法
- 10.3 化学气相沉积法制备泡沫石墨烯
- 10.3.1 模板法
- 10.3.2 无模板法
- 参考文献
- 第11章 石墨烯薄膜的规模化生长技术
- 11.1 制备工艺
- 11.1.1 批次制程
- 11.1.2 卷对卷制程
- 11.2 工业级别的制备装备
- 11.2.1 热壁化学气相沉积
- 11.2.2 冷壁化学气相沉积
- 11.2.3 等离子体化学气相沉积
- 11.3 批量制备的关键参数
- 11.3.1 碳源
- 11.3.2 腔体压力
- 参考文献
- 第12章 转移技术
- 12.1 聚合物辅助转移法
- 12.2 电化学鼓泡法
- 12.3 插层转移法
- 12.4 机械剥离法
- 参考文献
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出版方
华东理工大学出版社
华东理工大学出版社是由教育部主管、华东理工大学主办的综合性大学出版社。自1986年11月成立之日起，就秉承母体华东理工大学格物穷理、励志勤学的学术传统和求实创新、追求卓越的精神品质，着力把自己铸造成为优秀的综合性大学出版社。
