The invention provides a preparation method of graphene, which comprises the following steps: providing a growth substrate with a growth surface; providing a solid oxygen source and keeping a certain distance between the solid oxygen source and the growth surface; and providing graphene growth gas and oxygen source through a solid oxygen source to grow on the growth surface based on graphene growth gas and oxygen source. Graphene. By providing oxygen source in the process of graphene growth, controlling the nucleation density of graphene and the size of graphene crystal domain, and remotely supplying oxygen by solid oxygen source, the invention solves the problems of safety risk in the process of oxygen supply, decrease of substrate surface smoothness, low oxygen supply and easy introduction of impurities, and achieves high repeatability. It can supply oxygen efficiently and safely, and is suitable for batch preparation of CVD graphene.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯的制备方法
本专利技术属于石墨烯制备
,特别是涉及一种石墨烯的制备方法。
技术介绍
石墨烯是由sp2杂化的碳原子组成的六角蜂窝状二维无机晶体材料,可视为各维碳材料(零维巴基球、一维碳纳米管、三维石墨)的基本结构单元。在石墨烯中发现的量子霍尔效应、弱局域化效应等新奇的物理性质为基础物理研究提供了模型,并且其高电子迁移率、高透光率、高机械强度、抗氧化、易修饰等优良性能,使石墨烯在纳米电子学,自旋电子学以及环保等领域具有广阔的应用前景。目前,在高定向热解石墨机械剥离法、SiC热蒸发法、氧化石墨烯还原法、碳纳米管切割法等众多制备方法中,CVD法被公认为是最经济、省时,并且可以制备大面积石墨烯的一种方法。其原理是将含有构成薄膜元素的气态反应源及其他反应需要的气体引入反应室,一定条件下在衬底表面发生化学反应生成薄膜。然而,CVD方法制备的石墨烯为多晶结构,因为单晶晶粒尺寸太小而使目前制备的石墨烯样品的性质与理论值相差很大,因此,增大多晶石墨烯单晶晶粒尺寸是提高石墨烯性质的最有效的方法。增大石墨烯晶畴的方法有很多,比如提高衬底温度,降低碳源浓度、提高氢气比例等,但难以有效改善石墨烯晶畴且不产生其他有害影响,难以重复性高、高效、安全且批量制备石墨烯。因此,如何提供一种石墨烯的制备方法以解决现有技术中的上述问题实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种石墨烯的制备方法,用于解决现有技术中难以有效改善石墨烯晶畴且不产生其他有害影响,难以重复性高、高效、安全且批量制备石墨烯等问题。为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供一 ...
【技术保护点】
1.一种石墨烯的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:提供生长衬底,且所述生长衬底具有生长表面;提供固态氧源,并使所述固态氧源与所述生长表面之间具有间距;以及提供石墨烯生长气体,并使所述固态氧源提供氧源,以基于所述石墨烯生长气体及所述氧源于所述生长表面上生长石墨烯。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:提供生长衬底,且所述生长衬底具有生长表面;提供固态氧源,并使所述固态氧源与所述生长表面之间具有间距;以及提供石墨烯生长气体,并使所述固态氧源提供氧源,以基于所述石墨烯生长气体及所述氧源于所述生长表面上生长石墨烯。2.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法,其特征在于,所述生长衬底的材料包括金属,所述固态氧源的材料包括氧化物,所述氧化物包括所述金属所含元素的氧化物。3.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法,其特征在于,所述生长衬底的材料包括铜、镍以及铂中的至少一种;所述固态氧源的材料包括铜的氧化物,所述铜的氧化物包括氧化铜以及氧化亚铜中的至少一种。4.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法,其特征在于,所述生长衬底包括线状衬底、泡沫状衬底、箔片状衬底以及薄膜状衬底中的至少一种;所述固态氧源的形态包括粉状氧源以及薄膜状氧源中的至少一种。5.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法,其特征在于,所述固态氧源与所述生长表面之间的间距介于10μm-100cm之间。6.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法,其特征在于,所述固态氧源的设置方式包括所述固态氧源设置于所述生长衬底的侧部、所述固态氧源与所...
【专利技术属性】
技术研发人员:张燕辉,于广辉,隋妍萍,陈志蓥,
申请(专利权)人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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