[發(fā)明專利]一種連續(xù)自潔凈玻璃基板生長設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010524070.2
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111807714B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔令杰;李曉麗
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥百思新材料研究院有限公司
• 主分類號: C03C17/22
• 分類號: C03C17/22;C23C16/26;C23C16/56;C23C16/54
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34160
• 代理人: 韓立峰

本發(fā)明公開一種連續(xù)自潔凈玻璃基板生長設(shè)備，包括進(jìn)料收料過渡艙機構(gòu)、氣缸推動機構(gòu)、石英管、第一加熱爐、第二加熱爐、設(shè)備框架；石英管呈圓柱狀且固定設(shè)置在設(shè)備框架上，進(jìn)料收料過渡艙機構(gòu)包括放料艙、收料艙、石英管；石英管的兩端底部通過支撐架與設(shè)備框架固定連接；石英管的一端壁部通過法蘭與放料艙連通，法蘭連接處設(shè)有第一插板閥，放料艙的端部設(shè)有第一氣缸，第一氣缸與伸入放料艙腔體的第一推桿連接。本發(fā)明是基于二氧化碳刻蝕法開發(fā)的一種創(chuàng)新發(fā)明，通過二氧化碳刻蝕法具有簡單、溫和、低成本、可放量的特點，非常適合超潔凈石墨烯薄膜大面積低成本批量制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯生長設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)自潔凈玻璃基板生長設(shè)備，適合超潔凈石墨烯薄膜的大面積低成本批量制備，制備得到的石墨烯薄膜具有更加優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。

背景技術(shù)

一般CVD設(shè)備系統(tǒng)生長薄膜時，通過外加熱爐體制備薄膜，由此所制得的薄膜不足夠潔凈、純度不足夠高、副產(chǎn)物產(chǎn)生較多，基片上處石墨烯薄膜表面仍有大量無定形碳的污染物，這些污染物的存在導(dǎo)致石墨烯的透光率和導(dǎo)電率明顯下降，嚴(yán)重限制了石墨烯作為透射載網(wǎng)基底的成像和觀察范圍。因此，利用化學(xué)氣相沉積法如何大面積制備潔凈的無污染物的超潔凈石墨烯變得尤為重要；且如何在生長石墨烯薄膜的同時仍能添加取出薄膜生長基板，流水線式生產(chǎn)生長石墨烯基板也是技術(shù)難題。

現(xiàn)有薄膜生長CVD設(shè)備系統(tǒng)及技術(shù)主要采用氣相沉積法連續(xù)、快速制備大面積、高質(zhì)量的薄膜，CVD覆膜，通入所需原料氣體進(jìn)入腔體內(nèi)，經(jīng)溫場加熱冷卻后，在基材上快速制備大面積的薄膜；將基片放入爐中，通入氫氣和氬氣或者氮氣保護(hù)升溫至1000℃左右，恒溫時將保護(hù)性氣體改通入碳源氣體，30min 后，反應(yīng)完成，斷電斷碳源氣體，通入保護(hù)性氣體直至冷卻取出；此種方法雖有效，但由此制得的薄膜不足夠純凈，純度不足夠高；基于石墨烯表面無定形碳污染物富含缺陷結(jié)構(gòu)，故而有較高的化學(xué)反應(yīng)活性的特點，選用二氧化碳這種弱氧化劑，實現(xiàn)了對石墨烯薄膜表面無定形碳污染物的高選擇性刻蝕，而未對石墨烯結(jié)構(gòu)造成額外的破壞。本發(fā)明對高溫CVD生長的石墨烯薄膜直接進(jìn)行原位高溫處理，制備得到的超潔凈石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移之后表面依然潔凈，并且具有更加優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。同時，二氧化碳刻蝕法具有簡單、溫和、低成本、可放量的特點，也更加適合超潔凈石墨烯薄膜的大面積低成本批量制備。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)自潔凈玻璃基板生長設(shè)備。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種連續(xù)自潔凈玻璃基板生長設(shè)備，包括進(jìn)料收料過渡艙機構(gòu)、氣缸推動機構(gòu)、石英管、第一加熱爐、第二加熱爐、設(shè)備框架；

石英管呈圓柱狀且固定設(shè)置在設(shè)備框架上，進(jìn)料收料過渡艙機構(gòu)包括放料艙、收料艙、石英管，氣缸推動機構(gòu)包括第一氣缸、第一推桿、第二氣缸、第二推桿、第三氣缸、第三推桿；

石英管的兩端底部通過支撐架與設(shè)備框架固定連接；石英管的一端壁部通過法蘭與放料艙連通，法蘭連接處設(shè)有第一插板閥，放料艙的端部設(shè)有第一氣缸，第一氣缸與伸入放料艙腔體的第一推桿連接，第一氣缸用于驅(qū)動第一推桿而將插板舟推動至石英管管口位置；石英管的另一端壁部通過法蘭與收料艙連通，法蘭連接處設(shè)有第二插板閥；

石英管上靠近放料艙的水平端部設(shè)有與石英管連通的進(jìn)料艙，進(jìn)料艙的端部設(shè)有第二氣缸，第二氣缸連接有伸入石英管腔體的第二推桿，第二氣缸用于驅(qū)動第二推桿而將插板舟推動至石英管腔體內(nèi)；石英管上與收料艙相對的壁部設(shè)有第三氣缸，第三氣缸連接有伸入石英管腔體的第三推桿，第三氣缸用于推動第三推桿而將插板舟推動至收料艙內(nèi)；

石英管的腔體底部水平設(shè)置有供插板舟移動的石墨平臺，第一加熱爐設(shè)置于靠近放料艙的石英管外圍，第一加熱爐位于石英管的外圍設(shè)有加熱溫場；第二加熱爐設(shè)置于靠近收料艙的石英管外圍，第二加熱爐位于石英管的外圍設(shè)有加熱溫場。