[發(fā)明專利]大面積石墨烯制備設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810479957.7
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN110498409A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金基哲
• 申請（專利權(quán)）人: 烯馳科技(上海)有限公司
• 主分類號: C01B32/186
• 分類號: C01B32/186;C23C16/26;C23C16/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

與本發(fā)明相關(guān)的大面積石墨烯制備設(shè)備包含如下部分：主機(jī)部；安裝在上述主機(jī)部的上部，一側(cè)可與進(jìn)氣口相連，另一側(cè)可與真空單元相連的箱型爐(chamber)；安裝在上述爐(chamber)的上部的第1加熱器；可調(diào)節(jié)上述第1加熱器與上述爐(chamber)的相對位置的第1加熱器驅(qū)動單元；安裝在上述爐(chamber)的下部的第2加熱器；以及可調(diào)節(jié)上述第2加熱器與上述爐(chamber)的相對位置的第2加熱器驅(qū)動單元。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于大面積石墨烯制備設(shè)備的發(fā)明。

背景技術(shù)

石墨烯(Graphene)是僅由碳元素合成的同素體，該物質(zhì)雖然薄卻具有很高的電、熱傳導(dǎo)性，雖然硬卻具有優(yōu)異的柔韌性。為了把石墨烯應(yīng)用于各類產(chǎn)業(yè)或研究領(lǐng)域中，其關(guān)鍵是大量制造品質(zhì)優(yōu)異的石墨烯且能控制其物質(zhì)屬性的技術(shù)。

在初期合成石墨烯時，是采用top-down方式的機(jī)械式剝離法(mechanicalexfoliation)從石墨中分離并提取石墨烯。其后，合成具有一定品質(zhì)的大面積石墨烯成為研發(fā)的目標(biāo)，bottom-up方式的化學(xué)合成法、CVD(Chemical Vapor Deposition)合成法、Epitaxy合成法等各類合成方法競相發(fā)布。其中，采用CVD合成法的石墨烯大面積合成方法因使石墨烯研究進(jìn)程提速而備受矚目。

比較有名的一種采用CVD合成法的石墨烯合成方法是：首先把吸附了鎳(Ni)、銅(Cu)、鉑(Pt)等之類的碳素的過渡金屬作為催化層準(zhǔn)備好，然后在1000℃以上的高溫中適量注入作為碳源的甲烷(CH4)、氫氣(H2)和氬氣(Ar)的混合氣體。在高溫中注入的混合氣體中，碳素與催化層發(fā)生反應(yīng)并快速冷卻，碳素從催化層掉落，在其表面生成石墨烯。其后，運(yùn)用蝕刻溶液把催化層或支持層分離，將其移至所需要的對象基板上。這種CVD合成法也被稱為PE-CVD(Plasma Enhanced CVD)、ICP-CVD(Inductivity Coupled Plasma CVD)、LP-CVD(Low Pressure CVD)等多種合成法。

相關(guān)先行文獻(xiàn)：

韓國公開專利第2016-0104431號(2016.09.05公開)；

韓國公開專利第2014-0000473號(2014.01.03公開)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提出一種可在研究室或者實(shí)驗(yàn)室等各類領(lǐng)域中使用、基于化學(xué)沉積(CVD)方法的大面積石墨烯制備設(shè)備。

與本發(fā)明相關(guān)的另一個目的在于，該裝置的結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)加熱器的加熱溫度、區(qū)域和位置，故而由此可以便于改變對象的種類或者石墨烯的合成條件。

與本發(fā)明相關(guān)的大面積石墨烯制備設(shè)備包含如下部分：主機(jī)部；安裝在上述主機(jī)部的上部，一側(cè)可與進(jìn)氣口相連，另一側(cè)可與真空單元相連的箱型爐(chamber)；安裝在上述爐(chamber)的上部的第1加熱器；可調(diào)節(jié)上述第1加熱器與上述爐(chamber)的相對位置的第1加熱器驅(qū)動單元；安裝在上述爐(chamber)的下部的第2加熱器；以及可調(diào)節(jié)上述第2加熱器與上述爐(chamber)的相對位置的第2加熱器驅(qū)動單元。

作為與本發(fā)明相關(guān)的一個例子，上述第1加熱器可能包含沿著與上述爐(chamber)平行的第1方向排列的多個第1線型加熱器；上述第2加熱器可能包含沿著與上述爐(chamber)平行的第2方向排列的多個第2線型加熱器。

作為與本發(fā)明相關(guān)的一個例子，上述第1方向與上述第2方向可能垂直。

作為與本發(fā)明相關(guān)的一個例子，上述大面積石墨烯制備設(shè)備可能還包含如下部分：用于選擇性地驅(qū)動上述多個第1線型加熱器的第1電源驅(qū)動部；以及用于選擇性地驅(qū)動上述多個第2線型加熱器的第2電源驅(qū)動部。

作為與本發(fā)明相關(guān)的一個例子，基于相互間的關(guān)系，上述第1電源驅(qū)動部和上述第2電源驅(qū)動部可以被獨(dú)立地驅(qū)動。