石墨烯的初始应变调控及界面力学性能优化
作者单位：天津大学机械工程学院力学系现代工程力学天津市重点实验室
会议名称：《2018年全国固体力学学术会议》
会议日期：2018年
学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学]
基 金：国家自然科学基金(11372217&11672203)资助
关 键 词：石墨烯/PET 循环载荷 初始应变 拉曼光谱 界面力学参数
摘 要：二维石墨烯的变形以及与基底界面特性对微电子器件的电子迁移率、带隙等具有显著调控作用,其基底界面特性及转移制备工艺引发的残余应变等因素影响石墨烯等纳米材料性能的定量表征与调控,发展有关石墨烯/基底材料间界面性能的测量表征与优化方法是微电子领域中新技术研发的重要科学基础。本文从实验的角度对石墨烯/PET基底界面性能进行了系统研究,实验发现并定量表征了石墨烯试件存在初始应变。为消除初始应变影响,本文设计四种不同类型的循环载荷训练处理石墨烯/PET基底试件,实验结果表明通过适当幅值的循环往复的界面间切向变形与载荷传递可以部分释放了石墨烯的冗余应变。本文采用微拉曼光谱与微拉伸加载装置对不同循环载荷幅值训练后的石墨烯/PET基底试件进行界面性能实验,对比给出了测量拉伸加载过程中的石墨烯全场应变分布曲线以及界面强度与刚度等力学参数,实验证明当循环载荷幅度大于0.7%时能够改善石墨烯/PET基底贴合度,进而优化石墨烯/基底界面性能。在实验测量的基础上本文从微纳观尺度分析了循环载荷对切向界面力学参数优化的内在机制,该工作为石墨烯的界面工程应用提供了参考。