[發明專利]具有空腔的石墨烯基復合薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201710537141.0
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107221371A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 汪際軍
• 申請（專利權）人: 全普光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01B1/04
• 分類號: H01B1/04;H01B5/00;H01B13/00;H01P7/06;H01P11/00;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/52
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1.一種具有空腔的石墨烯基復合薄膜，其特征在于，包括：

底層石墨烯薄膜；

形成于底層石墨烯薄膜上的多個重復排列的納米晶圖案單元；每個納米晶圖案單元具有第一納米晶陣列以及位于第一納米晶陣列周圍的第二納米晶支撐柱；第二納米晶支撐柱的頂部高于第一納米晶陣列的頂部；

頂層石墨烯薄膜，覆蓋于所述納米晶圖案單元頂部，并且與第二納米晶支撐柱的頂部接觸而與第一納米晶陣列的頂部不接觸，多個納米晶圖案單元與頂層石墨烯之間形成多個封閉空腔；其中，每個封閉空腔由頂層石墨烯薄膜、第二納米晶支撐柱、第一納米晶陣列之間圍成。

2.根據權利要求1所述的具有空腔的石墨烯基復合薄膜，其特征在于，單個所述納米晶圖案單元呈圓形、矩形、或蝴蝶結形。

3.根據權利要求2所述的具有空腔的石墨烯基復合薄膜，其特征在于，第一納米晶陣列呈阿基米德陣列排布，或等間距矩陣排布，或胡蝶結形排布。

4.根據權利要求1所述的具有空腔的石墨烯基復合薄膜，其特征在于，相鄰的納米晶圖案單元共用一個或多個第二納米晶支撐柱，或者相鄰納米晶圖案單元的第二納米晶支撐柱相接觸連接。

5.根據權利要求1所述的具有空腔的石墨烯基復合薄膜，其特征在于，相鄰的納米晶圖案單元之間設置有機納米屏蔽材料。

6.根據權利要求1所述的具有空腔的石墨烯基復合薄膜，其特征在于，所述第一納米晶陣列的材料為金屬納米材料；所述第二納米晶支撐柱的材料為絕緣材料。

7.根據權利要求6所述的具有空腔的石墨烯基復合薄膜，其特征在于，所述第二納米晶支撐柱的材料為金屬氧化物材料。

8.根據權利要求1所述的具有空腔的石墨烯基復合薄膜，其特征在于，所述第二納米晶支撐柱的材料與所述第一納米晶陣列的材料相同。

9.根據權利要求1～8任意一項所述的具有空腔的石墨烯基復合薄膜，其特征在于，所述第一納米晶陣列采用的為納米線陣列，所述第二納米晶支撐柱采用的為納米柱。

10.一種權利要求1所述的具有空腔的石墨烯基復合薄膜的制備方法，其特征在于，包括：

步驟01：提供一底層石墨烯薄膜；

步驟02：在所述底層石墨烯薄膜上形成一掩膜；并且在掩膜上定義出初始第二納米晶支撐柱圖案區域以及第一納米晶陣列區域；

步驟03：在掩膜中刻蝕出納米晶圖案單元中的初始第二納米晶支撐柱圖案，以暴露出底層石墨烯薄膜；

步驟04：在暴露的底層石墨烯薄膜上生長初始第二納米晶支撐柱；

步驟05：去除第一納米晶陣列區域的掩膜；

步驟06：在第一納米晶陣列區域暴露的底層石墨烯薄膜表面以及初始第二納米晶支撐柱頂部繼續生長納米晶，從而使得初始第二納米晶支撐柱生長成為最終的第二納米晶支撐柱，且在暴露的底層石墨烯薄膜表面生長出第一納米晶陣列；

步驟07：去除剩余的掩膜，并且在所述第一納米晶陣列上方、所述第二納米晶支撐柱頂部覆蓋頂層石墨烯薄膜，從而由頂層石墨烯薄膜、第二納米晶支撐柱、第一納米晶陣列之間圍成封閉空腔。

11.一種權利要求5所述的具有空腔的石墨烯基復合薄膜的制備方法，其特征在于，包括：

步驟01：提供一底層石墨烯薄膜；

步驟02：在所述底層石墨烯薄膜上形成一層有機納米屏蔽材料作為掩膜；并且在掩膜上定義出初始第二納米晶支撐柱圖案區域以及第一納米晶陣列區域；

步驟03：在掩膜中刻蝕出納米晶圖案單元中的初始第二納米晶支撐柱圖案，以暴露出底層石墨烯薄膜；

步驟04：在暴露的底層石墨烯薄膜上生長初始第二納米晶支撐柱；

步驟05：去除第一納米晶陣列區域的掩膜，保留相鄰的納米晶圖案單元區域之間的掩膜；

步驟06：在第一納米晶陣列區域暴露的底層石墨烯薄膜表面以及第二納米晶支撐柱頂部繼續生長納米晶，從而使得初始第二納米晶支撐柱生長成為最終的第二納米晶支撐柱，且在暴露的底層石墨烯薄膜表面生長出第一納米晶陣列；

步驟07：在所述第一納米晶陣列上方、所述第二納米晶支撐柱頂部覆蓋頂層石墨烯薄膜，從而由頂層石墨烯薄膜、第二納米晶支撐柱、第一納米晶陣列之間圍成封閉空腔，并且在相鄰的納米晶圖案單元之間具有機納米屏蔽材料相隔離。