【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料领域，涉及一种无褶皱、低缺陷单晶石墨烯及其制备方法。
技术介绍
1、石墨烯是一种由碳原子经sp2杂化形成的单层或少层的二维晶体材料，具有优异的电学、光学和力学性质。自从被发现以来一直广受科学界和产业界的特别重视。化学气相沉积法在目前多种制备方法中是最有潜力实现高质量石墨烯的方法，铜-石墨烯的复合材料也通常采用高温(大于1000℃)化学气相沉积技术，如专利cn115874179a利用高温下甲烷裂解在铜箔上沉积石墨烯的方式制备散热箔材，以期利用石墨烯的优异性能实现其应用落地。
2、然而，在石墨烯的化学气相沉积生长过程中，往往经历升温、退火、生长、降温四个阶段。一般而言，在生长阶段石墨烯与底部铜箔衬底共形，石墨烯平整；然而，由于石墨烯与铜箔衬底的热膨胀系数差异很大，在降温阶段应变能将发生累积，当积累的应变足以跨越褶皱形成能垒时，石墨烯层将发生屈曲形成褶皱。褶皱的出现将极大影响石墨烯的断裂强度、导电性能、导热性能、抗腐蚀性等，也因而对石墨烯的实现下游高端应用产生阻碍。因此，无褶皱石墨烯的制备方法亟需开发。
3、目前，无褶皱石墨烯的制备方法思路聚焦于使石墨烯保持与铜箔衬底的共形。比如利用cu(111)晶面与石墨烯相互作用最大的特点，保持两者最大程度的共形，或选用热膨胀系数更小的生长衬底，等等。这些方法往往成本更高、操作复杂，且并未从源头上解决应变能的积累，难以适应石墨烯大面积、批量化的制备技术。因此，进一步探索无褶皱、高品质石墨烯的制备技术方法意义重大。
技术实现思路<
1、为了克服上述缺陷，提供一种无褶皱、低缺陷单晶石墨烯的制备方法及通过该方法形成的单晶石墨烯。
2、本专利技术提供一种单晶石墨烯的制备方法，包括：s1，在单晶铜箔材料表面镀镍形成铜-镍复合箔材，将所述铜-镍复合箔材进行退火处理得到铜镍合金单晶箔材；及s2，将所述铜镍合金单晶箔材作为基底气相沉积生长单晶石墨烯，其中所述气相沉积过程为在惰性气体氛围下升温至700-800℃，并进行退火处理，随后引入甲醇进行化学气相沉积生长。
3、根据一实施方式，所述铜镍合金单晶箔材中镍的质量百分含量为15％-30％。
4、根据另一实施方式，在所述s2步骤中的所述惰性气体氛围包括氢气、氩气或氢-氩混合气的一种或多种。
5、根据另一实施方式，在所述s2步骤中的所述惰性气体和碳源气体总压范围是100-3000pa，惰性气体和碳源气体的分压比范围是10-2000。
6、本专利技术还提供一种上述方法制备的单晶石墨烯。
7、本专利技术所提供的制备方法利用更低的生长温度制备石墨烯薄膜，减少了应变能的积累，实现了石墨烯薄膜的无褶皱特性；利用易裂解碳源甲醇与高催化活性的铜镍衬底配合，有效地降低了低温下石墨烯薄膜的缺陷浓度，这也为石墨烯薄膜的有效应用提供便利。
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1.一种单晶石墨烯的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜镍合金单晶箔材中镍的质量百分含量为15％-30％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述S2步骤中的所述惰性气体氛围为氢气、氩气或氢-氩混合气的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述S2步骤中的所述惰性气体和甲醇气体总压范围是100-3000Pa，惰性气体和甲醇气体的分压比范围是10-2000。
5.一种单晶石墨烯，其特征在于，由权利要求1至4任一项所述的制备方法制备。
【技术特征摘要】
1.一种单晶石墨烯的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜镍合金单晶箔材中镍的质量百分含量为15％-30％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述s2步骤中的所述惰性气体氛围为氢气、氩气或氢-氩混合气...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠范，刘海洋，孙禄钊，孙晓莉，强佳伟，
申请(专利权)人：北京石墨烯研究院，
类型：发明
国别省市：
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