[發明專利]一種半導體石墨烯納米帶及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110408881.0
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113148989B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 宋愛民;李虎
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;H01L29/16
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

1.一種半導體石墨烯納米帶的制備方法，包括步驟如下：

（1）制備單壁碳納米管懸浮液：

將單壁碳納米管在空氣中進行退火處理，然后加入濃硫酸中并攪拌，得到單壁碳納米管懸浮液；所述單壁碳納米管的直徑為1-2納米；所述退火處理溫度為300-350℃，退火處理時間為30-60分鐘；

（2）制備具有缺陷的單壁碳納米管：

將高錳酸鉀加入步驟（1）得到的單壁碳納米管懸浮液中，進行反應；反應完成后，將反應液倒入冰水中，過濾、干燥，得到具有缺陷的單壁碳納米管；所述高錳酸鉀與單壁碳納米管的質量比為1：2；

（3）制備半導體石墨烯納米帶：

將步驟（2）得到的具有缺陷的單壁碳納米管加入十二烷基苯磺酸鈉水溶液中進行超聲處理，之后過濾、干燥，得到半導體石墨烯納米帶；

（4）制備高品質半導體石墨烯納米帶：

將步驟（3）得到的半導體石墨烯納米帶在惰性氣氛中進行高溫退火，得到高品質半導體石墨烯納米帶；所得高品質半導體石墨烯納米帶用于制備場效應晶體管。

2.根據權利要求1所述的半導體石墨烯納米帶的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述濃硫酸的質量分數為98wt%；所述單壁碳納米管與濃硫酸的質量體積比為1mg：1-3mL；所述攪拌時間為2-6小時。

3.根據權利要求1所述的半導體石墨烯納米帶的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述反應溫度為45-60℃，反應時間為30-60分鐘；所述冰水與反應液的體積比為4-16:1；所述過濾為使用聚四氟乙烯過濾薄膜進行過濾；所述干燥為自然風干。

4.根據權利要求1所述的半導體石墨烯納米帶的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述十二烷基苯磺酸鈉水溶液的質量分數為1-3%；所述具有缺陷的單壁碳納米管與十二烷基苯磺酸鈉水溶液的質量體積比為1mg：10-50mL。

5.根據權利要求1所述的半導體石墨烯納米帶的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述超聲處理時間為60-90分鐘；所述過濾為使用聚四氟乙烯過濾薄膜進行過濾；所述干燥為自然風干。

6.根據權利要求1所述的半導體石墨烯納米帶的制備方法，其特征在于，步驟（4）中所述惰性氣氛為氬氣或氮氣；所述高溫退火溫度為600-800℃，高溫退火時間為6-8小時。