一种双层石墨烯的制备方法技术

本发明专利技术涉及双层石墨烯技术领域，具体涉及一种双层石墨烯的制备方法，包括如下步骤，(1)将蓝宝石衬底置于反应腔室，在惰性气氛下，升温至目标温度1390‑1410℃；(2)持续通入氢气、交替通入碳源气体2‑4次，其中，每次交替中氢气退火5‑15min后，通入碳源气体在蓝宝石衬底表面沉积生长石墨烯20‑40min；(3)关闭氢气和碳源气体，在惰性气氛下冷却至室温。本发明专利技术通过向体系中至少通入2‑4次碳源气体能够保持蓝宝石衬底表面碳浓度的动态稳定，不仅提高了双层石墨烯的结晶质量与层数均匀性，还提高了双层石墨烯的生成效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及双层石墨烯，具体涉及一种双层石墨烯的制备方法。

技术介绍

1、双层石墨烯是由两层单原子厚度的石墨烯堆叠而成的二维材料，其独特的层间耦合和可调电子结构使其在凝聚态物理研究和纳米器件应用中备受关注。目前双层石墨烯的制备方法多依赖于金属衬底(如cu或ni)上的化学气相沉积(cvd)及后续转移工艺，该过程不仅工艺复杂、效率低下，还易引入污染、应力及结构缺陷，限制了其在高端器件中的实际应用。为了规避转移带来的不利影响，直接在蓝宝石衬底上直接生长石墨烯被视为一种理想方案，其中，蓝宝石衬底因其优异的热稳定性、电绝缘性及机械强度，成为石墨烯直接外延生长的理想候选材料之一。特别是在追求高质量、免转移石墨烯薄膜的应用需求下，蓝宝石衬底所具备的工业兼容性和低成本优势，展现出良好的应用前景，然而，受限于其较低的催化活性，在其表面直接生长石墨烯面临成核能垒高、碳源分解效率低及层数控制困难等问题，尤其是高质量双层石墨烯的直接生长更具挑战性。

技术实现思路

1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的在蓝宝石衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双层石墨烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的双层石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的目标温度为1400℃。

3.根据权利要求1所述的双层石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤(2)，交替通入碳源气体3次，其中每次交替中氢气退火10min后，通入碳源气体在蓝宝石衬底表面沉积生长石墨烯30min。

4.根据权利要求1所述的双层石墨烯的制备方法，其特征在于，所述碳源气体包括甲烷。

5.根据权利要求1所述的双层石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤(2)碳源气体的通入流量为80-90sccm。

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【技术特征摘要】

1.一种双层石墨烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的双层石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的目标温度为1400℃。

3.根据权利要求1所述的双层石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤(2)，交替通入碳源气体3次，其中每次交替中氢气退火10min后，通入碳源气体在蓝宝石衬底表面沉积生长石墨烯30min。

4.根据权利要求1所述的双层石墨烯的制备方法，其特征在于，所述碳源气体包括甲烷。

5.根据权利要求1所述的双层石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤(2)碳源气体的通入流量为80-90sccm。

6.根据权利要求1所述的双层石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，采用阶梯式升温的方式将体系温度升高至目标温度，具体步骤为，以10-15℃/min的升温速率将温度升高至1000-11...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙靖宇，李颖涵，周凯旋，贾丽，刘忠范，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：