一种石墨烯条带的低温化学气相沉积制备方法技术

本发明专利技术属于半导体材料制备领域，具体涉及一种石墨烯条带的低温化学气相沉积制备方法。本发明专利技术的步骤是首先对铜箔进行电解抛光，然后将铜箔放入石英管反应器内，在氢气条件下进行退火，然后于500~580℃，同时调节氢气的流速为2.4~3.0sccm，并通入液体碳源，在铜箔上生长石墨烯条带，控制压力在2.0~10.0Torr之间，控制生长时间为10~50min，得到生长在铜箔上的石墨烯条带。本发明专利技术方法中使用电解抛光的铜箔，使得铜箔表面的化学活性更高，采用的碳源为具有芳香族和脂肪族化合物特征以及介于芳香族和脂肪族化合物特征之间的含碳有机溶剂，与现有技术中普遍采用的气体碳源甲烷等相比，更加有利于石墨烯条带的低温生长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料制备领域，具体涉及。
技术介绍
石墨烯(graphene)是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂巢结构的材料，其独特的晶体结构使单层石墨成为具有零带隙的半导体材料代表，其中单层石墨烯纳米条带因具有量子限域效应和边缘效应，而使得石墨烯条带能够实现对带隙的调节，有望被用于制作高电子迁移率和高转换速度的晶体管器件等。目前，国内外制备石墨烯条带的典型方法包括:电子束刻蚀法、化学法以及外延生长法等，但是这些方法存在诸如:无法精确控制石墨烯条带裁剪尺寸、无法避免所制备的石墨烯条带中的缺陷和杂质等问题，特别是采用气相生长法所制备的石墨烯的生长温度较高，其典型生长温度甚至高于1000 °c，给石墨烯的生产制备和应用推广带来难度。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种石墨烯条带的低温化学气相沉积(CVD)制备方法，目的是在低于1000°C的条件下，直接制备出边缘光滑、具有规则长方形的单层石墨烯条带。实现本专利技术目的的技术方案按照以下步骤进行: (1)电解抛光铜箔:以待抛光的铜箔作为阳极，铜板作阴极，将两个电极同时插入到电解抛光液中，控制电流恒定为1.0 1.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯条带的低温化学气相沉积制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）电解抛光铜箔：以待抛光的铜箔作为阳极，铜板作阴极，将两个电极同时插入到电解抛光液中，控制电流恒定为1.0?~?1.5?A，通电70?~?120秒，对铜箔进行电解抛光，然后清洗抛光后的铜箔，用氮气吹干备用；（2）铜箔退火：将吹干的铜箔放入石英管反应器内，并置于水平加热炉恒温区，石英管反应器的一端与氢气瓶和液体碳源容器相连，另一端与真空泵相连，将石英管反应器内抽真空至10?2?Torr，通入流速为4.0?~?10.0?sccm的氢气，同时采用水平加热炉以5?~?50℃/min的速度升温加热，?加热至500?~?950℃时，...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯条带的低温化学气相沉积制备方法，其特征在于按照以下步骤进行: (1)电解抛光铜箔:以待抛光的铜箔作为阳极，铜板作阴极，将两个电极同时插入到电解抛光液中，控制电流恒定为1.0 1.5 A，通电70 120秒，对铜箔进行电解抛光，然后清洗抛光后的铜箔，用氮气吹干备用； (2)铜箔退火:将吹干的铜箔放入石英管反应器内，并置于水平加热炉恒温区，石英管反应器的一端与氢气瓶和液体碳源容器相连，另一端与真空泵相连，将石英管反应器内抽真空至1(T2 Torr,通入流速为4.0 10.0 sccm的氢气，同时采用水平加热炉以5 50°C /min的速度升温加热，加热至500 950°C时，保温30 60 min退火； (3)石墨烯条带低温生长:退火后控制炉温为500 580°C，同时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张滨，张颖，刘常升，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：