大尺寸的六角形双层石墨烯单晶畴及其制备方法技术

本发明专利技术属于纳米材料领域，涉及一种新型的大尺寸六角形双层石墨烯单晶畴及其制备方法。所述制备方法包括采用金属单质及其多元合金作为催化剂，利用化学气相沉积法制备六角形石墨烯单晶畴。石墨烯单晶畴为双层结构，其质量优异，双层覆盖率90％以上。本发明专利技术工艺简单，过程易控制，适合于晶体管和光调制器等微纳米电子及光子器件领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料领域，涉及一种大尺寸的双层石墨烯单晶畴、其制备方法、以及所述大尺寸的双层石墨烯单晶畴在微纳米电子及光子器件领域中的应用。
技术介绍
石墨烯是由碳六元环组成的两维(2D)周期蜂窝状点阵结构，石墨烯独特的晶体结构使其具有优异性质，如高热导性、高机械强度、奇特的电学性质和光学性质。石墨烯本质上是半金属，但为了能够在半导体工业上得到应用，带隙的调控是必需的。最近，采用双层石墨烯能够获得一个连续可调的能带结构，这一发现对于电子和光电子器件的应用是非常重要的。目前，制备晶体管器件最好的双层石墨烯样品是通过机械剥离石墨的方法来制备的，石墨烯尺寸限于2 μ m，并且很难实现大规模生产来满足将来的工业应用。 化学气相沉积法被广泛用于合成石墨烯薄膜，但获得的薄膜为多晶结构，包含许多晶界和缺陷。因此，电子在传输过程中，会产生大量的散射，严 重影响石墨烯电输运性质。最近， 研究人员尝试采用常压化学气相沉积，制备出石墨烯单晶畴，但石墨烯大小限于在几百纳米到几十微米范围，层数不可调。。因此，制备出均匀大尺寸双层石墨烯将具有重大的科学意义和实际意义。
技术实现思路
为了获得均匀的大尺寸双层石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大尺寸的六角形双层石墨烯单晶畴的制备方法，所述石墨烯为六角形单晶结构，石墨烯层数为两层，双层石墨烯覆盖率大于90％；所述制备方法包括：(1)以金属单质和多元合金为催化剂，放入化学气相沉积反应室，加热至反应温度400?1100℃，恒温0?60分钟；(2)导入碳源、氢气和保护气，气体流量为1?1000sccm，反应时间1分钟至?20小时；(3)反应过程中保持气体流量，反应完毕后，控制降温速率在10?300℃/min之间，由此获得六角形双层石墨烯单晶畴。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄富强，毕辉，万冬云，林天全，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：