[發明專利]一種在玻璃上低溫直接生長石墨烯的技術

在審

• 申請號: 201680061109.3
• 申請日: 2016-07-07
• 公開（公告）號: CN108137327A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 維賈延·S·維拉薩米
• 申請（專利權）人: 佳殿玻璃有限公司
• 主分類號: C01B32/186
• 分類號: C01B32/186;C01B32/194
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;沈敬亭

1.一種制備包括由玻璃基板支撐的含石墨烯薄膜的涂層制品的方法，所述方法包括：

在基板上形成含有硅的層；

在所述含有硅的層上形成含有鎳的層；

通過含有氦離子的離子注入和退火對所述含有鎳的層進行工程應力；

所述工程應力后，通過等離子體相關化學氣相沉積在所述含有鎳的層的兩個主要表面生長石墨烯；以及

在制備所述含石墨烯薄膜中，機械去除所述含有鎳的層和與所述基板相對的所述含有鎳的層的所述主要表面上的所述石墨烯，隨著所述機械去除，最初形成在所述含有硅的層和所述含有鎳的層的界面上的所述石墨烯的至少部分留在所述含有硅的層上的所述基板上。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述等離子體相關化學氣相沉積是遠程等離子體輔助化學氣相沉積。

3.根據權利要求1所述的方法，其中所述等離子體相關化學氣相沉積是等離子體增強化學氣相沉積。

4.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述等離子體相關化學氣相沉積使用乙炔和氫作為單獨的源氣體。

5.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述含有鎳的層由電子束沉積形成。

6.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述含有鎳的層的厚度為200-300nm。

7.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述機械去除包括分層。

8.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述機械去除是除去所述基板附近的所述含有鎳的層的所述主要表面上的所述石墨烯的至少部分。

9.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述含有硅的層被氧化。

10.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述含有硅的層的厚度為10-300nm。

11.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述含有鎳的層至少部分在真空下被形成在所述基板上，氦離子注入也至少部分在真空下被執行。

12.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述退火和/或石墨烯生長至少部分在真空下被執行。

13.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中從所述含有鎳的層形成到石墨烯生長，真空被保持。

14.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述退火是在400-650攝氏度下被執行。

15.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述石墨烯在400-650攝氏度下生長。

16.根據上述權利要求中任何一項所述的方法，其中所述石墨烯在450-550攝氏度被生長。

17.一種制備包括由玻璃基板支撐的含石墨烯薄膜的涂層制品的方法，所述方法包括：

在基板上形成含有鎳的層；

將氦離子注入到所述含有鎳的層；

以注入的所述氦離子加熱所述含有鎳的層，所述注入和所述加熱在所述含有鎳的層中生成所需應力剖面；

在所述含有鎳的層中生成所述所需應力剖面之后，向遠程等離子體輔助化學氣相沉積裝置提供碳氫源氣體和單獨的氫源氣體，以促進石墨烯在與所述基板相對并與所述基板相鄰的所述含有鎳的層的主要表面上生長；以及

在制備所述含石墨烯薄膜中，將所述含有鎳的層從所述基板中分層，所述分層將所述含有鎳的層和與所述基板相對的所述含有鎳的層的所述主要表面上生長的石墨烯一起從所述基板上去除，同時將與所述基板相鄰的所述含有鎳的層的所述主要表面上生長的石墨烯留在所述基板上。