一种单层大面积石墨烯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单层大面积石墨烯的制备方法，其利用h‑BN和石墨烯间的低晶格失配度，通过PECVD降低实验温度并提升反应速率，直接在介电基底上淀积出了高质量的单层石墨烯，实现大尺寸单层石墨烯的制备。该方法可以克服现有制备过程中的层数不均匀、反应速率慢、需要温度高等问题，为石墨烯的大规模应用打下良好的基础。

A preparation method of large area graphene

【技术实现步骤摘要】
一种单层大面积石墨烯的制备方法
本专利技术涉及半导体工艺薄膜制备
，尤其涉及一种单层大面积石墨烯的制备方法，尤其是一种以h-BN为介质的单层石墨烯制备技术。
技术介绍
作为21世纪备受瞩目的材料,石墨烯兼具优异的电、热、光与力学性质,具有十分广阔的研究价值与应用价值。石墨烯是一种由碳原子以六方蜂房晶格结构形成的二维层状纳米材料，其碳原子以sp2轨道杂化方式成键,组成六边形基本结构单元，晶格常数C—C键长单层石墨烯厚度单层石墨烯为一种零带隙的半金属性材料,其色散关系曲线为线性锥形,导带与价带在布里渊区顶点处相交。石墨烯的载流子有效质量接近于零,而其在电场下的迁移率可达到105cm2·V-1·s-1,远远高于传统硅基材料的载流子迁移率。为了满足科学研究与工业应用的需求,制备大面积、高质量的石墨烯具有十分重要的意义。人们发展出了多种制备石墨烯的方法，如微机械剥离法、化学剥离法、化学氧化还原法、化学气相淀积(CVD)法等。然而在实际应用的过程中，在金属表面形成的石墨烯一般需要通过有机聚合物(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)辅助法将其转移至介电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单层大面积石墨烯的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：/nS1、在相同条件下，利用化学气相淀积法，在两个催化金属层上分别生长一层六方氮化硼作为介电层，得到两个金属-六方氮化硼体；/nS2、将其中一个金属-六方氮化硼体翻转，与另一个金属-六方氮化硼体保持六方氮化硼面垂直相对进行紧密堆叠；/nS3、在反应炉中，采用气态碳源作为前驱物，同时引入气态催化剂，保持六方氮化硼交叠界面与气流方向平行，通过等离子体增强化学气相淀积法，在两个六方氮化硼层之间催化生成石墨烯；/nS4、生成面积足够大的石墨烯后，停止反应，将紧密接触的两片六方氮化硼层剥离开，即可形成单层大面积石墨烯。/n

【技术特征摘要】
1.一种单层大面积石墨烯的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、在相同条件下，利用化学气相淀积法，在两个催化金属层上分别生长一层六方氮化硼作为介电层，得到两个金属-六方氮化硼体；
S2、将其中一个金属-六方氮化硼体翻转，与另一个金属-六方氮化硼体保持六方氮化硼面垂直相对进行紧密堆叠；
S3、在反应炉中，采用气态碳源作为前驱物，同时引入气态催化剂，保持六方氮化硼交叠界面与气流方向平行，通过等离子体增强化学气相淀积法，在两个六方氮化硼层之间催化生成石墨烯；
S4、生成面积足够大的石墨烯后，停止反应，将紧密接触的两片六方氮化硼层剥离开，即可形成单层大面积石墨烯。


2.根据权利要求1所述的一种单层大面积石墨烯的制备方法，其特征在于，所述介电层的厚度为50～100nm。


3.根据权利要求1所述的一种单层大面积石墨烯的制备方法，其特征在于，所述催化金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中健，肖兵，梁欢，黄肖艳，
申请(专利权)人：季优科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31