[發明專利]基于水處理輔助機制的石墨烯制備方法

有效

• 申請號: 201911308837.1
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN110817852B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 劉忠范;趙學磊;陳召龍;高翾
• 申請（專利權）人: 北京石墨烯研究院
• 主分類號: C01B32/186
• 分類號: C01B32/186
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 司麗琦;于寶慶

1.一種石墨烯的制備方法，其特征在于，包括步驟如下：

提供一基底，所述基底置于反應腔室；

對所述基底進行退火預處理；

通入碳源，于所述退火預處理后的基底上進行化學氣相沉積反應生長石墨烯；

其中，所述退火預處理還包括引入水蒸氣于所述反應腔室以刻蝕所述基底表面，所述石墨烯于所述刻蝕后的基底表面生長；所述基底為絕緣基底，所述絕緣基底選自R面藍寶石晶圓、C面藍寶石晶圓、石英晶圓和硼硅玻璃中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水蒸氣通過載氣鼓泡的方式引入所述反應腔室。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述引入水蒸氣前，還包括通入惰性氣體于所述反應腔室進行洗氣處理，所述洗氣處理后，繼續通入所述惰性氣體直至所述化學氣相沉積反應結束。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，還包括通入所述惰性氣體的同時通入氫氣于所述反應腔室，直至所述化學氣相沉積反應結束。

5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述退火預處理后，繼續引入水蒸氣于所述反應腔室，直至所述化學氣相沉積反應結束。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，

所述退火預處理中，所述惰性氣體的流量為500sccm～1000sccm，所述載氣的流量為100sccm～400sccm，所述氫氣的流量為40sccm～60sccm；

所述化學氣相沉積反應中，所述惰性氣體的流量為500sccm～1000sccm，所述載氣的流量為100sccm～400sccm，所述氫氣流量為400sccm～600sccm，所述載氣與所述惰性氣體的流量和與所述氫氣的流量比為(1～3):1。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述載氣和所述惰性氣體各自獨立地選自氬氣和氮氣中的一種或多種。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述退火預處理的溫度為1000℃～1200℃，預處理時間為5min～30min；所述化學氣相沉積反應溫度為1000℃～1200℃，反應時間為180min～600min；所述化學氣相沉積反應為常壓化學氣相沉積反應。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳源選自甲烷或乙烯，所述碳源的流量為40sccm～80sccm。