单层石墨烯的双面掺杂及多层石墨烯的双侧掺杂方法技术

本发明专利技术提供了单层石墨烯的双面掺杂及多层石墨烯的双侧掺杂方法，涉及二维材料的加工改性和器件应用技术领域。本发明专利技术的单层石墨烯的双面掺杂或多层石墨烯的双侧掺杂，包括单层或多层石墨烯薄膜的生长、一面或一侧掺杂层的生成、柔性支撑层的生成、催化金属衬底的去除、另一面或另一侧掺杂层的生成这些步骤，利用柔性支撑层转移单层或多层石墨烯前后的两个阶段，分别对石墨烯薄膜的两个面进行掺杂材料的修饰，以实现单层或多层石墨烯的双面或双侧掺杂，相较于传统的石墨烯单侧顶掺杂工艺，双面或双侧掺杂的方法显著提高石墨烯的导电性，且能带的可调节范围更广泛，改善了石墨烯基电子器件的性能并能满足不同的应用需求。

Double side doping of single graphene and double side doping of multilayer graphene

【技术实现步骤摘要】
单层石墨烯的双面掺杂及多层石墨烯的双侧掺杂方法
本专利技术涉及二维材料的加工改性和器件应用
，具体涉及单层石墨烯的双面掺杂及多层石墨烯的双侧掺杂方法。
技术介绍
石墨烯材料自其诞生以来受到广泛的研究和关注，已经在诸多领域表现出优异的应用潜力，包括：透明导电电极、高频/高功率器件的散热层、GaN/AIN外延生长的柔性衬底、异质结器件和防水涂层等。原始石墨烯是一种零带隙的二维材料，其导带和价带在布里渊区内呈狄拉克锥形接触，具有高的载流子迁移率和独特的光学性质。然而，原始石墨烯的自由载流子浓度较低、功函数较小，导致材料的电阻率大且存在能级失配的问题。掺杂修饰是一种有效调控石墨烯能带特性的手段，主要包括吸附掺杂和晶格掺杂。其中，吸附式掺杂具有方法简单、成本低廉、材料选择广泛等优势，是一种较为普遍的石墨烯掺杂改性方式。吸附式掺杂是指在石墨烯表面吸附掺杂材料，利用掺杂材料中电子的最高占据轨道能级和石墨烯的费米能级不同，产生电荷转移而达到调控石墨烯带隙的目的。与掺杂材料的电子最高占据轨道能级相比，石墨烯的费米能级较低时，电子由掺杂材料向石墨烯转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单层石墨烯的双面掺杂方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、单层石墨烯薄膜的生长：在低压CVD系统中以CH

【技术特征摘要】
1.一种单层石墨烯的双面掺杂方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、单层石墨烯薄膜的生长：在低压CVD系统中以CH4、H2和Ar作为气源在催化金属衬底上生长单层石墨烯薄膜；
S2、一面掺杂层的生成：采用旋涂或真空蒸镀的方式在催化金属衬底/石墨烯的表面制备所述掺杂层，之后退火处理以提高掺杂效果和稳定性；
S3、柔性支撑层的生成：将光敏聚合物旋涂在催化金属衬底/石墨烯/掺杂层的表面，之后采用紫外光固化形成所述柔性支撑层；
S4、所述催化金属衬底的去除：在腐蚀液中刻蚀去除所述催化金属衬底，之后用去离子水反复冲洗除去离子和其他杂质颗粒，之后置于室温下晾干，得到石墨烯/掺杂层/柔性支撑层；
S5、另一面掺杂层的生成：采用旋涂或真空蒸镀的方式在柔性支撑层/掺杂层/石墨烯的表面制备所述掺杂层，之后退火处理以提高掺杂效果和稳定性，得到柔性支撑层/掺杂层/石墨烯/掺杂层，实现了单层石墨烯的双面掺杂。


2.一种多层石墨烯的双侧掺杂方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、多层石墨烯薄膜的生长：在低压CVD系统中以CH4、H2和Ar作为气源在催化金属衬底上生长多层石墨烯薄膜；
S2、一侧掺杂层的生成：采用旋涂或真空蒸镀的方式在催化金属衬底/石墨烯/…/石墨烯的表面制备所述掺杂层，之后退火处理以提高掺杂效果和稳定性；
S3、柔性支撑层的生成：将光敏聚合物旋涂在催化金属衬底/石墨烯/…/石墨烯/掺杂层的表面，之后采用紫外光固化形成所述柔性支撑层；
S4、所述催化金属衬底的去除...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎大兵，陈洋，孙晓娟，贾玉萍，蒋科，石芝铭，臧行，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22