一种制备石墨烯的方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯的制备方法。利用离子注入技术，将能量为40～80kV碳离子注入到通过磁控溅射在SiO2/Si衬底上生长一层厚度为200nm的Ni薄膜。通过调控注入离子剂量和退火工艺来制备石墨烯。注入剂量范围为4×1015～2.4×1016ions/cm2,退火温度为800～1000℃。本发明专利技术方法整个过程简单，仅仅需离子注入和热退火处理两个过程就可以，有利于大规模生产石墨烯。并且可以控制热处理条件来控制石墨烯的层数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料领域，涉及一种石墨烯的制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种新型的碳纳米材料，是由碳原子构成的以苯环为基本单元的具有二维蜂窝状结构的单原子层材料，是构建其他维度碳质材料(零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨)的基本单元。由于独特的结构及优异的光学、电学、力学、热学性能，石墨烯可望在高速晶体管、透明电极、太阳能电池、NEMS器件、复合材料、催化材料气体传感器及气体存储等领域获得广泛应用。因此，石墨烯迅速成为化学、材料科学和凝聚态物理领域近年来的研究热点，具有很强的开发和应用价值。·现在的石墨烯的制备方法很多，主要有如下几种(1)微机械剥离，这种方法可制备微米大小的石墨烯，但是可控性差、产量低，可作为基础研究；(2)外延生长，通过加热SiC (0001)单晶表面外延生长石墨烯结构,这种担载的石墨烯可通过光刻过程直接做成器件，但由于SiC晶体表面在高温加热过程中表面容易发生重构，导致表面结构较为复杂，难以获得大面积、厚度均一的石墨烯；(3)氧化还原，这个过程中需使用强氧化剂，这将破坏石墨烯平面碳骨架，产生缺陷，导致所得石墨烯导电性能下降；(4)化学气相沉积法，此方法可以满本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯的制备方法，其特征在于：采用将碳离子注入Ni薄膜后进行热退火处理的方法在Ni薄膜表面形成石墨烯，具体包括如下步骤：（1）将能量为40～80kV的碳离子注入到Ni薄膜中；（2）将注入碳离子后的衬底在Ar和H2混合气氛中升温至800～1000℃，并保温10～40min，碳原子在Ni衬底中溶解；（3）以0.2～0.5℃/s速度降温至725℃后,？打开炉盖自然降至室温，碳原子会析出到表面重结晶而形成石墨烯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖湘衡，应见见，戴志高，任峰，蒋昌忠，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：