[發明專利]銅基石墨烯包覆結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202110763037.X
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113412047B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 時凱;蘇俊宏;梁海鋒;徐均琪;吳慎將;李建超;汪桂霞
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00;C01B32/186
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李鳳鳴

本發明涉及銅基石墨烯包覆結構及其制備方法，本發明方法通過退火過程對銅基結構的晶體結構和表面成分調控改善，為后續石墨烯包覆提供催化基底，本發明方法以銅基結構作為基底，采用表面生長機制嚴格控制分解速率和成核密度，將石墨烯立體的包覆于銅基結構表面，完成雙面疊加銅基石墨烯包覆結構的制備。本發明包覆結構能夠在保持相同光學透過率的條件下提高電磁屏蔽性能，本發明制備的包覆結構表面均勻，具備透明電磁屏蔽功能，并且氧化腐蝕穩定性良好。

技術領域

本發明涉及新型多功能電磁屏蔽技術領域，具體涉及銅基石墨烯包覆結構及其制備方法。

背景技術

電磁屏蔽技術正越來越多的應用于不同領域，包括5G通信設備，人工智能系統，新型光電探測器，醫療器械，商業飛機，衛星系統，國防和其他民用領域。其中光電技術的發展促使更多的光電子器件、光電設備和觀瞄系統需要其光學窗口具有光學透明與電磁屏蔽雙功能，使其能夠觀察探測外部環境而不受外部電磁波的影響。這要求在寬光譜范圍內具有較高的光學透過率，并且必須有效屏蔽特定頻段的電磁波。為了在光學透明和電磁屏蔽中獲得性能的平衡，各種金屬結構和新型碳基材料被大量研究。其中作為前沿熱點的新型二維碳材料——石墨烯也因為其優異的光學和電學性能，而使得它在電磁屏蔽技術中有著巨大的應用潛力。

發明內容

本發明提供一種銅基石墨烯包覆結構及其制備方法，解決光學窗口在保證光學透過率的同時提高電磁屏蔽性能的問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：

銅基石墨烯包覆結構的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、將銅基片置于勻膠機中，將正膠均勻的覆蓋于銅基片表面，以75℃—90℃對覆蓋正膠的銅基片進行烘烤；

步驟二、將菲林板覆蓋于正膠上，開啟氣吸開關，使菲林板與正膠貼緊；打開紫外曝光燈，對正膠進行曝光；

步驟三、將曝光后的銅基片置于顯影液中完成顯影，之后使用去離子水對銅基片進行多次超聲清洗；

步驟四、在顯影后的銅基片表面涂抹腐蝕溶液，使其對顯影后的銅進行腐蝕，將沒有覆蓋光刻膠的銅刻蝕掉形成與菲林板相同的銅基結構，之后使用去離子水對銅基結構進行多次超聲清洗；

步驟五、將銅基結構置于高溫爐中，密閉后抽真空，當氣壓低于0帕后，向真空室通入氬氣，當流量穩定后，開始退火處理；

步驟六、將退火處理后的銅基結構置于化學氣相沉積系統中，以甲烷作為碳源，氫氣作為還原劑，在銅基結構表面立體生長石墨烯；控制分解速率和成核密度，將石墨烯立體包覆于銅基結構表面，完成雙面疊加銅基石墨烯包覆結構的制備。

進一步的，所述步驟一中，所述銅基片的大小為20*20—50*50毫米。

進一步的，所述步驟一中，所述勻膠機的轉速為2200—3000轉每分鐘，正膠旋涂時間為25—40秒。

進一步的，所述步驟一中，烘烤時間持續15—20分鐘。

進一步的，所述步驟二中，曝光時電流為200毫安，時間為25秒。

進一步的，所述步驟四中，所述的腐蝕溶液為氯化銨溶液或者鹽酸溶液。

進一步的，所述步驟五中，通入氬氣控制氣體流量為20sccm。

進一步的，所述步驟五中，退火處理時保持700℃持續30分鐘。

進一步的，所述步驟六中，控制分解速率和成核密度，具體為：以甲烷流量為55sccm，氫氣流量為15sccm，以1020℃持續生長30分鐘；快速降溫后將銅基結構翻面，以甲烷流量為55sccm，氫氣流量為15sccm，以1020℃持續生長10分鐘。

根據上述制備方法制得的雙面疊加銅基石墨烯包覆結構。