[發明專利]一種石墨烯基碲鎘汞復合薄膜材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410005364.9
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN103730523A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 劉玫;滿寶元;畢冬
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: H01L31/0296
• 分類號: H01L31/0296;H01L31/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 崔苗苗

1.一種石墨烯基碲鎘汞復合薄膜材料，其特征是，包括襯底層，襯底層上有單層或多層石墨烯層，石墨烯層上面沉積有碲鎘汞薄膜層，Hg_1-xCd_xTe,，0.2≤x≤0.3。

2.根據權利要求1所述的一種石墨烯基碲鎘汞復合薄膜材料，其特征是，所述的襯底層為CdZnTe、CdTe、GaAs、Al₂O₃、Si、石英或非晶玻璃。

3.根據權利要求1所述的一種石墨烯基碲鎘汞復合薄膜材料，其特征是，采用化學氣相沉積方法在銅箔上制備單層石墨烯薄膜，采用濕法轉移石墨烯層至所需襯底層上，利用激光分子束外延生長方法在石墨烯層上沉積制備碲鎘汞薄膜。

4.一種石墨烯基碲鎘汞復合薄膜材料的制備方法，其特征是，包括步驟如下：

（1）石墨烯層的制備：將銅箔清洗烘干后放入真空化學氣相沉積系統中，將系統密閉抽至10Pa以下，開始升溫，隨溫度升高在小于300℃時首先通入H₂，繼續升溫至1050℃，保持恒溫，后通入CH₄，保持恒溫40-50分鐘，之后先后關閉CH₄、H₂，并迅速冷卻得到單層石墨烯；

（2）石墨烯層的轉移：將沉積有石墨烯的銅箔剪切成小正方形，在附有石墨烯的方形銅箔上均勻旋涂PMMA，加熱烘烤，然后放入腐蝕性溶液中室溫浸泡，將銅完全腐蝕，得到石墨烯/PMMA結構材料，將石墨烯+PMMA膜遷移至所需襯底材料上，待自然干燥，加熱烘烤，將烘干的PMMA+石墨烯+襯底置于丙酮溶液中，去除PMMA，然后利用乙醇清洗并自然干燥，得到單層石墨烯/襯底結構材料；重復所述轉移操作可得多層石墨烯/襯底結構材料；

（3）碲鎘汞薄膜層的制備：選擇Hg_1-xCd_xTe,，0.2≤x≤0.3材料制成體靶，采用激光分子束外延（LMBE）設備，將高能量脈沖激光聚焦在靶材表面，以步驟（2）得到的石墨烯/襯底結構材料為基片，激光濺射沉積得碲鎘汞薄膜。

5.根據權利要求4所述的一種石墨烯基碲鎘汞復合薄膜材料的制備方法，其特征是，步驟（1）所述的H₂流量50sccm，CH₄流量50sccm。

6.根據權利要求4所述的一種石墨烯基碲鎘汞復合薄膜材料的制備方法，其特征是，步驟（2）所述的腐蝕性溶液為1-2mol/l的FeCl₃溶液的。

7.根據權利要求4所述的一種石墨烯基碲鎘汞復合薄膜材料的制備方法，其特征是，步驟（2）所述的加熱烘烤均為在100-300℃的加熱板上烘烤5-50min。

8.根據權利要求4所述的一種石墨烯基碲鎘汞復合薄膜材料的制備方法，其特征是，步驟（3）所述激光沉積：激光波長為：248nm，能量：100-150mJ，激光頻率：2-10Hz，沉積溫度100-150℃，沉積時背景壓強范圍10^-2-10¹Pa，沉積時間10-120分鐘。