铜基多层石墨烯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铜基多层石墨烯及其制备方法。包括：在铜基底表面生长首层石墨烯；控制温度使铜基底表面产生形变，使首层石墨烯与铜基底产生局部分离，且使首层石墨烯产生裂隙，裸露出部分铜基底；经铜基底的催化作用，碳源气体在铜基底表面形成碳原子，并在裂隙处重新堆叠生长形成多层石墨烯，且沿裂隙扩散生长多层石墨烯，最终与首层石墨烯共同在铜基底表面形成完整的多层石墨烯。本发明专利技术在一次生长石墨烯结束后通过快速降温、刻蚀使铜基裸露对二次生长起到催化作用，最终得到连续、高质量、高覆盖率的多层石墨烯。在无需外包铜箔以提高对含碳气体的催化分解效率的情况下，突破了铜箔自限制生长机理，实现在铜箔表面制备多层石墨烯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石墨烯薄膜生长制备领域，尤其涉及一种铜基多层石墨烯及其制备方法。

技术介绍

1、石墨烯是中每个碳原子均为sp2杂化，相邻的三个碳原子以共价σ键结合，且互成120°，从而构成独特的正六边形结构。这些这些正六边形结构排列成蜂窝状的单层二维平面晶体，构成独特的二维材料。其中未参与杂化的p轨道上的电子构成大π键，π电子可以在晶体中自由移动，为石墨烯带来独特的电学性能。

2、室温下石墨烯的载流子迁移速率高达2.0×105cm2v-1s-1，与之相比传统的半导体硅材料的迁移率仅为1.0×103cm2v-1s-1。石墨烯还可以维持高电流密度，大约是铜的100万倍，且电阻率比铜更低，只有10-6ωcm-1。这使得石墨烯在能源、电子、信息和材料等领域具有广阔的应用前景。

3、目前高质量石墨烯薄膜主要是通过化学气相沉积法(cvd技术)在铜基底上制备。具体机理如下：高温下，甲烷(或其他碳源)在铜基底的催化作用下在底表面裂解生成碳原子，裂解生成的碳原子在铜基底表面重组形成石墨烯膜。由于石墨烯膜的形成需要裸漏的铜基底催化甲烷裂解提供碳源，当铜基本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铜基多层石墨烯的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的铜基多层石墨烯的制备方法，其特征在于，在CVD生长系统中采用化学气相沉积法进行所述多层石墨烯的生长，包括：

3.根据权利要求2所述的铜基多层石墨烯的制备方法，其特征在于，调整前所述碳源气体和所述还原性气体的比例为1:20～1：80；和/或

4.根据权利要求2所述的铜基多层石墨烯的制备方法，其特征在于，调整前所述碳源气体流量控制在10～20SCCM，调整前所述还原性气体流量控制在400～800SCCM；和/或

5.根据权利要求2所述的铜基多层石墨烯的制备方法，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种铜基多层石墨烯的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的铜基多层石墨烯的制备方法，其特征在于，在cvd生长系统中采用化学气相沉积法进行所述多层石墨烯的生长，包括：

3.根据权利要求2所述的铜基多层石墨烯的制备方法，其特征在于，调整前所述碳源气体和所述还原性气体的比例为1:20～1：80；和/或

4.根据权利要求2所述的铜基多层石墨烯的制备方法，其特征在于，调整前所述碳源气体流量控制在10～20sccm，调整前所述还原性气体流量控制在400～800sccm；和/或

5.根据权利要求2所述的铜基多层石墨烯的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，黄莹俊，谭化兵，瞿研，郭冰，
申请(专利权)人：常州第六元素半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：