[實用新型]一種等離子體輔助感應加熱法制備石墨烯的裝置

有效

• 申請號: 201620094752.3
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN205368492U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 渠洪波
• 申請（專利權）人: 沈陽科友真空技術有限公司
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種石墨烯的制備裝置技術領域，特別是涉及一種等離子體輔助感應加熱法制備石墨烯的裝置。

背景技術

石墨烯(graphene)是一種單層原子厚的碳材料，每個碳原子之間以sp2混成與相鄰的三個原子形成鍵結，并延伸成蜂窩狀的二維結構。且石墨烯還以良好的載子遷移率(carriermobility)著稱，因其具有優異的電學性能、化學穩定性、可彎折、良好的導熱及高穿透率等性質，故石墨烯目前已被廣泛應用于半導體、觸控面板或太陽能電池等領域中。

然而，若欲將石墨烯作為導熱材使用時，其制備時須特別注意石墨烯產物的組裝及堆棧的情況，以達到較佳的導熱效果。

實用新型內容

針對上述問題中存在的不足之處，本實用新型提供一種等離子體輔助感應加熱法制備石墨烯的裝置，使其在化學氣相沉積過程中，通過感應線圈加熱工件，并使用微波產生等離子體，通過熱能與離子轟擊能量的共同作用，使反應氣體產生化學反應，制備石墨烯材料。

為了解決上述問題，本實用新型提供一種等離子體輔助感應加熱法制備石墨烯的裝置，其中，包括機架、微波源、耦合腔、真空室、感應線圈和工件架，所述微波源位于所述機架的上方，所述耦合腔設置在所述微波源的左側，所述耦合腔的底端設置有所述真空室，所述真空室設置在所述機架上，所述真空室內設置有工件架，所述工件架的周圍纏繞有所述感應線圈。

優選的，還包括感應線圈電源和偏壓電源，所述感應線圈電源設置在所述真空室的下方，所述感應線圈與所述感應線圈電源連接，所述偏壓電源與所述工件架連接。

優選的，還包括抽氣裝置和抽氣管道，所述抽氣管道設置在所述真空室的下端，所述真空室通過所述抽氣管道與所述抽氣裝置連接。

優選的，還包括進氣口，所述進氣口設置在所述真空室的上端側面，所述真空室通過所述進氣口與外部的真空系統的機械泵連接。

優選的，所述感應線圈電源和所述抽氣裝置均設置在所述機架內，所述感應線圈電源位于所述抽氣裝置的左側。

優選的，所述微波源與所述機架之間通過長度可調節的伸縮桿固定連接。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

本實用新型結構簡單、易于制造、成本低廉；可不間斷工作，提高了生產效率，降低了生產成本，具有極大的生產實踐意義。

附圖說明

圖1是本實用新型的實施例結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖與實例對本實用新型作進一步詳細說明，但所舉實例不作為對本實用新型的限定。

如圖1所示，本實用新型的實施例包括機架10、微波源1、耦合腔2、真空室3、感應線圈5和工件架4，微波源1位于機架10的上方，用于發射微波，與機架10距離可調，耦合腔2設置在微波源1的左側，用于進行波形轉換，使真空室3內產生等離子體11，耦合腔2的底端設置有真空室3，真空室3設置在機架上板上，真空室3上板為石英結構，用于導入微波，真空室3內設置有工件架4，可加負偏壓，工件架4的周圍纏繞有感應線圈5，用于加熱工件。

還包括感應線圈電源6和偏壓電源，感應線圈電源6設置在真空室3的下方，感應線圈5與感應線圈電源6連接，偏壓電源與工件架4連接。

還包括抽氣裝置8和抽氣管道7，抽氣管道7設置在真空室3的下端，真空室3通過抽氣管道7與抽氣裝置8連接。

還包括進氣口9，進氣口9設置在真空室3的上端側面，真空室3通過進氣口9與外部的真空系統的機械泵連接。

感應線圈電源6和抽氣裝置8均設置在機架10內，感應線圈電源6位于抽氣裝置8的左側。

微波源1與機架10之間通過長度可調節的伸縮桿固定連接。

本實施例的工作過程：啟動真空系統的機械泵對真空室3進行抽氣，真空室3達到本體真空之后，向真空室3充入工作氣體Ar，到達一定真空度后，開啟微波源1，微波通過耦合腔2進行波形轉換，使真空室3內產生等離子體11。向設置在工件架4的工件施加負偏壓，等離子體11中的Ar離子在電場作用下轟擊工件，對工件進行等離子體11清洗，同時也對工件進行預熱。清洗后，啟動感應線圈電源6，產生交流電流，在工件附近產生交變磁場，使工件中產生出同頻率的感應電流，使工件表面迅速加熱，這時通入工作氣體通過熱能與離子轟擊能量的共同作用，使反應氣體產生化學反應，制備石墨烯材料，并通過工件上負偏壓的吸引，使石墨烯沉積在工件表面。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。