The invention discloses a method for the growth of Shi Moxi plasma enhanced chemical vapor deposition, is a kind of enhanced chemical gas equipment using methane as the precursor to a process for preparing a few layer graphene by plasma deposition. Multi target evaporated film equipment, using high purity target (99.95%), the deposition conditions are as follows: the substrate temperature is 190 210 DEG C; evaporation pressure of 2 x 10 3Pa, sputtering intensity is 9; clean the plating film on the quartz surface. The plated sheet film into quartz tube furnace, protective gas is led into H2 and Ar, fast heating up to 600 to 1000 DEG C, annealed into methane as a growth precursor and growth of gas concentration is 10 ~ 100sccm, and then rapidly cooled to room temperature. After the reaction sample is removed and etched in the etching solution, the film on the surface of the quartz crystal is etched cleanly, and a large area of high-quality graphene structure without transferring is obtained. The invention greatly reduces the preparation cost of graphene, and lays the foundation for promoting the industrial application of graphene.
【技术实现步骤摘要】
一种等离子体增强化学气相沉积生长石墨烯的方法
本专利技术涉及一种等离子体增强化学气相沉积生长石墨烯的方法,主要是甲烷作为前驱体碳源,利用石英片表面镀有一层金属介质膜,在石英片表面与镍金属接触的界面催化原位生长出石墨烯薄膜,制备出无需转移的大面积少层(1~5个原子层)石墨烯结构的方法。
技术介绍
碳有多种多样的存在形式,如矿藏形式,自然界中循环,或者在恒星中形成,并且碳的独特化学性质,使其能在自然界中以多种单质形式存在。随着人类对于碳元素的不断探索和认知,碳单质的各种同素异形体也不断被发现。一直到2004年,英国著名科学家Geim和Novoselov成功的运用机械剥离法从高定向热解石墨上剥离出稳定的石墨烯片,纳米碳家族的二维材料得到填补。石墨烯也由于其自身独特的结构和优良的物理化学性能引起了全世界的关注。自2004年石墨烯被发现以来,越来越多的科研工作者致力于石墨烯的制备及其性能的开发,使石墨烯在场效应晶体管、气体传感器、电池、超级电容器和生物传感器等众多领域显示出巨大的潜能。然而,无论是在石墨烯的制备还是石墨烯的应用上都存在许多问题有待进一步研究,比如如何降低石墨烯的生长制备成本,如何对石墨烯的性能和结构进行调制等等。在众多的制备石墨烯的方法中,化学气相沉积(CVD)方法是制备大面积、高品质石墨烯的最有效方法之一,然而,这种方法需要极高的反应温度和较多的碳源,从而限制其在工业领域的应用。为了克服上述问题,本专利技术设计一种等离子体增强化学气相沉积方法制备石墨烯,对石墨烯的生长过程起到了很大的促进作用,能提升碳原子沉积的效率,大大缩短生长时间。由于不需要很高 ...
【技术保护点】
一种等离子体增强化学气相沉积生长石墨烯的方法,其特征在于以下步骤:步骤S100:将1mm厚的石英片(2×2cm)放入清洗液中,并加热至60℃浸泡后取出,再用酒精、丙酮、去离子水超声清洗并干燥,使用气枪吹干;其中,清洗液为H
【技术特征摘要】
1.一种等离子体增强化学气相沉积生长石墨烯的方法,其特征在于以下步骤:步骤S100:将1mm厚的石英片(2×2cm)放入清洗液中,并加热至60℃浸泡后取出,再用酒精、丙酮、去离子水超声清洗并干燥,使用气枪吹干;其中,清洗液为H2SO4:H2O2=2:1,将H2O2由引流棒缓慢引入H2SO4;步骤S200:采用多靶蒸发薄膜设备,使用高纯度靶材(99.95%),沉积条件如下:基片温度为190-210℃;蒸发压强为2×10-3Pa,溅射强度为9;将步骤(100)清洗干净的石英片表面镀上薄膜;步骤S300:将步骤(200)中镀有薄膜的石英片放入管式炉内,通入保护气体H2和Ar,快速升温至600~1000℃,退火处理后通入甲烷作为生长前驱体,气体浓度为10~100sccm,H2和Ar流量同上,进行生长,随后快速冷却至室温;步骤S400:将步骤(300)中反应完的样品取出,放入刻蚀液中刻蚀,将石英片表面的薄膜刻蚀干净,最后再用去离子水清洗干净并使用气枪吹干,即可获得大面积无需转移的高质量石墨烯结构;...
【专利技术属性】
技术研发人员:张振宇,郭梁超,杜岳峰,王博,郭东明,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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