The invention relates to a method for growth of large size graphene domain point seed on the substrate with six boron nitride, boron nitride as the method to point seed growth of graphene and graphene, is conducive to the formation of graphene heterojunction, along the outer edge of boron nitride seed to in situ growth, concentration control six boron nitride solution, to ensure that the nucleation density of graphene, to avoid the traditional CVD process on the substrate growth of graphene related non self reconfigurable core point, significantly improve the quality of graphene growth.
【技术实现步骤摘要】
一种以六方氮化硼为点籽晶生长大晶畴石墨烯的方法
本专利技术涉及一种以六方氮化硼为点籽晶生长大晶畴石墨烯的方法,属于石墨烯制备
技术介绍
石墨烯是由碳原子以sp2轨道杂化形成的六角形蜂巢晶格的原子级二维晶体材料,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨,也是构成其他维数碳材料的基本结构单元,可以包覆成零维的富勒烯,卷曲成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨。石墨烯因其独特的结构决定了其具有良好的电学、力学、热学、光学等特性。石墨烯材料最高可以超过200,000cm2·v-1·s-1的理论电子迁移率以及室温下特有的量子霍尔效应,高的理论比表面积2600m2g-1,还具有高热导率3000Wm-1K-1,和优良的力学性能,因此在场效应晶体管、集成电路、单分子探测器、透明导电薄膜、功能复合材料、储能材料、催化剂载体等方面有广阔的应用前景。石墨烯的制备方法是获得高品质石墨烯薄膜的关键,石墨烯的结构及性能与石墨烯的制备技术有密切的关系。对石墨烯制备方式的研究是推动石墨烯产业化的重要环节。目前,石墨烯的制备方法主要有机械法和化学合成法。机械法是利用胶带微机械剥离高定向热解石墨得到了二维石墨烯。2004年,英国曼彻斯特大学Geim和Novoselov所在小组首次利用胶带的粘合力,通过多次粘贴将HOPG鳞片石墨层层剥离,最后得到单层和少层的石墨烯。该方法简单易操作,产物质量高,但是重复性差、制备效率低、产量低、产品尺寸小,很难实现大面积和规模化生产。由于上述缺陷,得到的石墨烯主要用来研究石墨烯特性。化学合成法主要包括碳化硅(SiC)外延生长法和化学 ...
【技术保护点】
一种以六方氮化硼为点籽晶生长大晶畴石墨烯的方法,包括步骤如下:(1)提供一种衬底;(2)将六方氮化硼溶于溶剂中,搅拌、超声处理使氮化硼颗粒均匀分散,然后静置,得到六方氮化硼溶液;(3)将六方氮化硼溶液涂覆到衬底表面,得到涂覆六方氮化硼的衬底;(4)将涂覆六方氮化硼的衬底置于CVD管式炉中抽真空,升温,之后通入高纯氩气和氢气,逐渐升温至950℃~1200℃进行氢刻蚀;(5)氢刻蚀后通入碳源气体,保温以氮化硼为中心进行生长石墨烯;(6)在惰性气氛下缓慢降温至600~700℃,然后自然降温,在衬底表面得到大尺寸石墨烯晶畴。
【技术特征摘要】
1.一种以六方氮化硼为点籽晶生长大晶畴石墨烯的方法,包括步骤如下:(1)提供一种衬底;(2)将六方氮化硼溶于溶剂中,搅拌、超声处理使氮化硼颗粒均匀分散,然后静置,得到六方氮化硼溶液;(3)将六方氮化硼溶液涂覆到衬底表面,得到涂覆六方氮化硼的衬底;(4)将涂覆六方氮化硼的衬底置于CVD管式炉中抽真空,升温,之后通入高纯氩气和氢气,逐渐升温至950℃~1200℃进行氢刻蚀;(5)氢刻蚀后通入碳源气体,保温以氮化硼为中心进行生长石墨烯;(6)在惰性气氛下缓慢降温至600~700℃,然后自然降温,在衬底表面得到大尺寸石墨烯晶畴。2.根据权利要求1所述的以六方氮化硼为点籽晶生长大晶畴石墨烯的方法,其特征在于,所述的铜箔衬底、镍衬底、SiC衬底或Si衬底等;衬底使用前进行抛光、清洗处理,采用电化学抛光或机械化学抛光方式对衬底材料进行抛光处理,清洗采用湿法化学进行清洗;得到表面清洁、粗糙度小于等于10nm的衬底。3.根据权利要求2所述的以六方氮化硼为点籽晶生长大晶畴石墨烯的方法,其特征在于,所述的铜箔衬底或SiC衬底。4.根据权利要求1所述的以六方氮化硼为点籽晶生长大晶畴石墨烯的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的溶剂为乙醇、丙酮或甲苯,氮化硼的加入量与溶剂的质量体积比为:(0.01~0.04):(2~6),单位:g/mL;超声频率为30~60KHz,超声时间为20~40min,静置时间为3~5h。5.根据权利要求4所述的以六方氮化硼为点籽晶生长大晶畴石墨烯的方法,其特征在于,氮化硼的加入量与溶剂的质量体积比为:(0.01~0.02):(2~4),单位:g/mL。6.根据权利要求1所述的以...
【专利技术属性】
技术研发人员:于法鹏,张晶,杨志远,孙丽,李妍璐,程秀凤,赵显,
申请(专利权)人:山东大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。