[发明专利]一种调控SiC基外延石墨烯电子带隙的方法

摘要

一种调控SiC基外延石墨烯电子带隙的方法，包括如下步骤：a)通过SRIM软件计算辐照离子在SiC晶体中产生的损伤分布、电子能量损失和核能量损失分布，计算缺陷石墨烯的能带结构；b)用离子束对SiC基外延石墨烯样品进行辐照，形成带有缺陷结构的外延石墨烯；c)分别采用金相显微镜观察石墨烯辐照前后的金相结构以及通过扫描电子显微镜观察石墨烯辐照前后表面褶皱变化；d)测通过公式                                               计算不同辐照条件下的石墨烯样品的晶格缺陷量；e)用红外光谱测试外延石墨烯中的带隙，实现调控带隙的目的。用离子辐照方法使石墨烯中产生可控的缺陷结构，进而调控石墨烯的电子带隙，克服了传统工艺可控性及重复性差的特点。

主权项

一种调控SiC基外延石墨烯电子带隙的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：a)准备外延石墨烯样品，通过SRIM软件计算离子在SiC晶体中的损伤分布、电子能量损失和核能量损失分布，辐射离子种类为H或He中的一种轻离子以及原子量为6‑40之间的中间质量离子，轻离子能量为25keV～500keV、剂量为，中间质量离子能量为500keV～6MeV、剂量为，通过第一性原理计算缺陷石墨烯的能带结构；b)用离子束对SiC基外延石墨烯样品进行辐照，辐照离子穿过石墨烯进入SiC衬底并停留在衬底中，离子束中的辐照离子穿过石墨烯时产生电子能量沉积导致石墨烯晶格机构移位缺陷产生，部分辐照离子与碳原子核发生碰撞产生空位缺陷，辐照后形成带有缺陷结构的外延石墨烯；c)分别采用金相显微镜观察石墨烯辐照前后的金相结构以及通过扫描电子显微镜观察石墨烯辐照前后表面褶皱变化；d)测试不同离子辐照的拉曼光谱，拉曼光谱中的G峰为碳sp2结构的特征峰，拉曼光谱中的D峰为缺陷峰，G峰强度为，其取值为，D峰强度为，其取值为，通过公式计算不同辐照条件下的石墨烯样品的晶格缺陷量，进而得到缺陷结构随辐照条件的变化关系；e)用红外光谱测试外延石墨烯中的带隙。