[發明專利]一種低成本均勻制備石墨烯薄膜的方法

有效

• 申請號: 201610060789.9
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105755447B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 高翾;楊貴奇;李占成;姜浩;史浩飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/02;C23C16/44;C01B32/186
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1.一種低成本均勻制備石墨烯薄膜的方法，其特征在于，該方法步驟如下：

1)升溫進氣：將金屬基底放入CVD反應腔中，將CVD反應腔抽真空至2Pa以下，停止抽氣，通入流量為10～50sccm的還原性氣體，當腔體壓強為500～3000Pa時，停止通氣，腔體保持停止通氣前的壓強；

2)基底高溫退火：保持步驟1)中腔內壓強，將反應腔溫度升至900℃-1050℃，金屬基底進行退火處理30min以上，完成基底退火；

3)通入碳源：將反應腔抽真空至2Pa以下，停止抽氣，通入甲烷或乙烯碳源氣體，氣體流量為2～10sccm，氫氣流量為10～100sccm，當腔體壓強為50～500Pa時，停止通氣并關閉真空泵不再抽氣，腔體保持停止通氣前的壓強，使反應氣體在高溫下裂解，自由擴散至金屬表面；

4)石墨烯薄膜生長：保持步驟3)中的環境5～10分鐘，使石墨烯在金屬表面成核，然后生長成石墨烯薄膜；

5)冷卻：將反應腔抽真空至2Pa以下，停止抽氣，通入Ar或N₂惰性氣體，流量為20sccm至反應腔壓強為500～7000Pa，停止通氣，將基底和石墨烯進行冷卻降溫，完成石墨烯薄膜的制備。

2.如權利要求1所述的一種低成本均勻制備石墨烯薄膜的方法，其特征在于，所述金屬基底為適合石墨烯生長的金屬催化劑基底Cu，Ru，Ni，Ir，Pt其中一種。

3.如權利要求1所述的一種低成本均勻制備石墨烯薄膜的方法，其特征在于，在升溫進氣過程中，所述還原性氣體為H₂、N₂或Ar。

4.如權利要求1或2所述的一種低成本均勻制備石墨烯薄膜的方法，其特征在于，所述金屬基底為石墨烯薄膜生長的襯底，該襯底為單襯底或多襯底，襯底層數由CVD反應腔體的大小決定，可完成多層石墨烯薄膜的制備。