【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯包覆硅烯、制备方法及其使用方法
本专利技术涉及硅烯制备
，尤其涉及一种基于金属催化制备的石墨烯包覆硅烯、制备方法及其使用方法。
技术介绍
硅烯是一种硅原子呈平面蜂窝状排列的二维纳米材料，具有良好的二维晶体结构和电学性质。与零带隙的石墨烯相比，硅烯具有一定的禁带宽度，因此在半导体电子器件和光电子器件领域有广泛的应用前景。硅烯的sp2-sp3结构特性表面极其敏感，导致其化学环境非常活泼，这使得制备硅烯具有较强的局限性。目前制备硅烯的方法有硅源蒸发外延生长法。在高真空环境中，将硅片作为硅源，通过高温加热将硅原子沉积在不同的基底上，被选择的基底有定向晶相的单晶，如Ag(001)，Ag(110)，Ag(111)，Ir(111)或ZrB2(0001)。但是，当蒸发的原子在基底上外延生长硅烯时，由于受到较强的界面相互作用，硅烯会出现重构，原子层翘曲程度发生变化，有些原子会上升，有些原子会下降，导致晶胞变大，对称性降低，或形成少层(few-layer)结构，从而破坏硅烯的狄拉克-费米特性，影响硅烯膜层材料的性能，此外，通过上述基底得到的硅烯不仅成本高，而且尺寸极其...
【技术保护点】
1.一种基于金属催化制备石墨烯包覆硅烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：将金属催化基底放置在反应腔体中，去除所述金属催化基底上的自然氧化层，暴露出金属层，选择气态烃类碳源作为前驱体，通过化学气相沉积法在所述金属层上形成石墨烯；关闭所述反应腔体的所述气态烃类碳源，通入含硅气体源以及还原性气体，使蒸发的硅原子在所述石墨烯表层上外延生长硅烯；仅关闭所述含硅气体源，或者同时关闭所述含硅气体源和所述还原性气体，并通入所述气态烃类碳源，以在所述硅烯表面包覆碳原子，从而获得石墨烯包覆硅烯。
【技术特征摘要】
1.一种基于金属催化制备石墨烯包覆硅烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：将金属催化基底放置在反应腔体中，去除所述金属催化基底上的自然氧化层，暴露出金属层，选择气态烃类碳源作为前驱体，通过化学气相沉积法在所述金属层上形成石墨烯；关闭所述反应腔体的所述气态烃类碳源，通入含硅气体源以及还原性气体，使蒸发的硅原子在所述石墨烯表层上外延生长硅烯；仅关闭所述含硅气体源，或者同时关闭所述含硅气体源和所述还原性气体，并通入所述气态烃类碳源，以在所述硅烯表面包覆碳原子，从而获得石墨烯包覆硅烯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获得所述石墨烯包覆硅烯的整个过程中保持反应温度在400-1000℃。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在获得所述石墨烯包覆硅烯的整个过程中保持反应温度在600-800℃。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述石墨烯表层上外延生长硅烯的步骤中反应时间为5-50s，所通入的所述含硅气体源的气体流量为2-20sccm，所述还原性气体的气体流量为5-30sccm。5.根据权利要求1-3中任一...
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