[發(fā)明專利]磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化方法及其裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810981805.7
• 申請(qǐng)日: 2018-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110862083A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶海華;蘇樹(shù)彬;黎浩;陳險(xiǎn)峰;錢(qián)冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B32/194
• 分類號(hào): C01B32/194
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

1.一種磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：在紫外光氧化真空設(shè)備的樣品架(8)上放置磁場(chǎng)發(fā)生裝置，將紫外光氧化真空設(shè)備的磁場(chǎng)調(diào)至預(yù)設(shè)磁場(chǎng)；

所述預(yù)設(shè)磁場(chǎng)為反應(yīng)腔室內(nèi)的磁場(chǎng)、反應(yīng)腔室內(nèi)的磁場(chǎng)梯度方向均垂直于樣品架(8)；

步驟2：將表面放置有掩模版(14)的樣品(13)置于樣品架(8)上，調(diào)整樣品架(8)與光源(6)的距離至預(yù)設(shè)距離；

步驟3：將反應(yīng)腔室(1)內(nèi)的空氣排出；當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)條件后，關(guān)閉腔室閥門(mén)或充入氮?dú)猓婚_(kāi)啟紫外光源并照射樣品(13)，控制照射時(shí)間；

步驟4：照射結(jié)束后，將反應(yīng)腔室(1)內(nèi)氣體排出；通過(guò)氮?dú)馊肟?2)通入氮?dú)馊〕鰳悠?13)或通過(guò)水汽入口(3)通入水汽開(kāi)啟磁場(chǎng)輔助紫外光氧化，完成對(duì)薄膜圖案化的制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)條件為真空度超過(guò)1Pa以上時(shí)，通入水汽至600Pa。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化方法，其特征在于，所述反應(yīng)腔室(1)頂端的光源(6)發(fā)射波長(zhǎng)范圍為120至240nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化方法，其特征在于，所述掩模版(14)的材料為金屬、鐵磁性材料、半導(dǎo)體以及絕緣體這五者中的任一種或任多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化方法，其特征在于，所述掩模版(14)為120至240nm紫外波段不透明的硬質(zhì)材質(zhì)；

在步驟1中：將所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置的S極或者N極朝向樣品架(8)表面。

6.一種磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化裝置，其特征在于，包括反應(yīng)腔室(1)、光源(6)、水冷卻板(7)、樣品架(8)、磁場(chǎng)發(fā)生裝置(9)、汞燈以及汞燈放電管；

所述汞燈、汞燈放電管均設(shè)置在反應(yīng)腔室(1)內(nèi)；

所述樣品架(8)設(shè)置在反應(yīng)腔室(1)的一端，并且所述樣品架(8)的位置與汞燈放電管的位置相互平行；

所述光源(6)設(shè)置在反應(yīng)腔室(1)的另一端；

所述水冷卻板(7)設(shè)置在光源(6)的側(cè)部；

所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置(9)設(shè)置在樣品架(8)上。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化裝置，其特征在于，還包括氮?dú)馊肟?2)、水汽入口(3)、備用接口(4)以及排氣口(5)；

所述氮?dú)馊肟?2)、水汽入口(3)、備用接口(4)以及排氣口(5)均設(shè)置在反應(yīng)腔室(1)的側(cè)壁上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化裝置，其特征在于，所述氮?dú)馊肟?2)、水汽入口(3)均設(shè)置在反應(yīng)腔室(1)的一側(cè)；

所述備用接口(4)以及排氣口(5)均設(shè)置在反應(yīng)腔室(1)的另一側(cè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化裝置，其特征在于，水分子通過(guò)水汽入口(3)進(jìn)入反應(yīng)腔室(1)內(nèi)，光源(6)將水分子分解為順磁性O(shè)H(X²Ⅱ)自由基，通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生裝置(9)控制順磁性O(shè)H(X²Ⅱ)自由基沿磁場(chǎng)梯度方向朝向放置在樣品架(8)上的樣品(13)運(yùn)動(dòng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁場(chǎng)輔助紫外光氧化實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜圖案化裝置，其特征在于，還包括掩模版(14)；

所述掩模版(14)設(shè)置在光源(6)與磁場(chǎng)發(fā)生裝置(9)之間；

水分子通過(guò)水汽入口(3)進(jìn)入反應(yīng)腔室(1)內(nèi)，光源(6)將水分子分解為順磁性O(shè)H(X²Ⅱ)自由基，通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生裝置(9)控制順磁性O(shè)H(X²Ⅱ)自由基沿磁場(chǎng)梯度方向經(jīng)掩模版(14)朝向在樣品架(8)上的樣品(13)運(yùn)動(dòng)。