一种基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法技术

技术编号:43888894 阅读:13 留言:0更新日期:2025-01-03 13:04
本发明专利技术公开了一种基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法,包括控制脉冲离子束的溅射能量和脉宽保持在多层石墨烯的缺陷表层和完整底层的溅射阈值之间,将脉冲离子束倾斜入射轰击多层石墨烯,从而选择性地去除缺陷表层的碳原子并同时保留完整底层的碳原子,本发明专利技术可用于选择性和控制原子层的去除,实现了大规模单原子层的精确剥离。与传统技术相比,本发明专利技术更加可控,具有更宽的处理窗口,更高的性能和质量,且脉冲离子束可以实现在大面积上批量获取完整原子层表面,能解决现有石墨烯材料的去除方法层数不可控、效率低的问题,为半导体、光探测和合成催化的石墨烯应用提供了新的石墨烯去除解决方案,扩大了二维材料创新应用的潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于二维材料石墨烯制备,具体涉及一种基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法


技术介绍

1、石墨烯具有已知材料中最高的电子传输速率以及十分优异的热导系数、模量等高端性能,被广泛应用在电子学、催化、能量储存以及先进复合材料等领域。常见石墨烯的制备方法主要有微机械剥离法、化学还原氧化法、化学气相沉积法、晶体外延生长法等,采用微机械剥离法的石墨烯产物层数与尺寸不可控且产率低,仅被用于实验室研究,其余方法为增材制造方法,也难以实现石墨烯层数的控制。然而,在电子器件等领域对石墨烯品质要求高,并且其性能与层数息息相关,因此对石墨烯的逐层剥离技术 ,精确地控制石墨烯的层数具有非常重要的意义。脉冲离子束(pulsed iron beam, pib)微加工技术从离子束的束流引出方式入手,通过时间细分和频率控制实现纳秒可控变频脉冲离子束流稳定输出,提高了对离子束控制的精确程度。然而这种方法仍然缺乏对材料去除的选择性,难以实现单个原子层的精准去除。


技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题:针对现有技术的上述问题,提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法,其特征在于,包括下述步骤:控制脉冲离子束的溅射能量和脉宽保持在多层石墨烯的缺陷表层和完整底层的溅射阈值之间,将脉冲离子束倾斜入射轰击多层石墨烯,从而选择性地去除缺陷表层的碳原子并同时保留完整底层的碳原子。

2.根据权利要求1所述的基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法,其特征在于,所述将脉冲离子束倾斜入射轰击多层石墨烯时,脉冲离子束与多层石墨烯的法线方向的夹角为锐角或者钝角。

3.根据权利要求2所述的基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法,其特征在于,所述锐角为70度锐角。

4.根据权利要求1所述的基于脉冲离子束的石...

【技术特征摘要】

1.一种基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法,其特征在于,包括下述步骤:控制脉冲离子束的溅射能量和脉宽保持在多层石墨烯的缺陷表层和完整底层的溅射阈值之间,将脉冲离子束倾斜入射轰击多层石墨烯,从而选择性地去除缺陷表层的碳原子并同时保留完整底层的碳原子。

2.根据权利要求1所述的基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法,其特征在于,所述将脉冲离子束倾斜入射轰击多层石墨烯时,脉冲离子束与多层石墨烯的法线方向的夹角为锐角或者钝角。

3.根据权利要求2所述的基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法,其特征在于,所述锐角为70度锐角。

4.根据权利要求1所述的基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法,其特征在于,所述控制脉冲离子束的溅射能量和脉宽保持在多层石墨烯的缺陷表层和完整底层的溅射阈值之间时,控制脉冲离子束的溅射能量通过控制脉冲离子束的屏栅电压实现的。

5.根据权利要求4所述的基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法,其特征在于,所述控制脉冲离子束的溅射能量和脉宽保持在多层石墨烯的缺陷表层和完整底层的溅射阈值之间,将脉冲离子束倾斜入射轰击多层石墨烯之前,还包括利用脉冲离子束在多层石墨烯的表面形成缺陷表层。

6.根据权利要求5所述的基于脉冲离子束的石墨烯单层去除方法,其特征在于,所述利用脉冲离子束在多层石墨烯的表面形成缺陷表层包括:...

【专利技术属性】
技术研发人员:石峰谢凌波巩保启田野郭双鹏周港
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学
类型:发明
国别省市:

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