logo好方法网

一种多层石墨烯的制备方法


技术摘要:
本发明提供了一种多层石墨烯的制备方法,包括以下步骤:(a)升温步骤,将盒状的金属衬底加热,高温去除表面氧化层;(b)生长步骤,在生长室中通入甲烷和氢气,甲烷在高温下以铜为催化剂进行裂解生成活性炭原理,沉积在衬底的内外表面,开始石墨烯生长;(c)刻蚀步骤,生长  全部
背景技术:
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维 碳纳米材料,其机械、热学、光学和电学性能良好,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药 物传递等方面具有重要的应用前景。多层石墨烯是指在10层以内的石墨烯,应用在导电、导 热、润滑、高分子等多个领域。 目前石墨烯的制备方法有多种,主要包括:机械剥离法、SiC外延生长法、氧化还原 法以及化学气相沉积法(CVD)。其中CVD方法实现简单,被广泛应用在石墨烯的制备当中。但 是CVD方法生长的石墨烯只能生长出大部分单层的石墨烯,无法实现可控地生长多层石墨 烯。
技术实现要素:
鉴于现有技术中所存在的问题,本发明提供了一种多层石墨烯的制备方法,采用 的技术方案是,包括以下步骤: (a)升温步骤,将盒状的金属衬底加热,高温去除表面氧化层; (b)生长步骤,在生长室中通入甲烷和氢气,甲烷在高温下以铜为催化剂进行裂解生成 活性炭原子,沉积在衬底的内外表面,开始石墨烯生长; (c)刻蚀步骤,生长一段时间后,通过等离子设备对衬底的外表面进行等离子刻蚀,移 除外表面已经生长的石墨烯; (d)重复生长步骤,重复(b)和(c)步骤,实现多层石墨烯的连续生长。 作为本发明的一种优选技术方案,所述衬底采用铜箔。 作为本发明的一种优选技术方案,在衬底升温前,进行过硫酸铵溶液浸泡处理,然 后用酒精冲洗后擦干。 作为本发明的一种优选技术方案,所述生长室采用带有石英管的高温管式炉。 作为本发明的一种优选技术方案,在生长结束后快速降低温度至室温,获得多层 石墨烯样品。 本发明的有益效果:本发明中,碳原子高温下在金属中的扩散效应提供碳源,利用 等离子体金属隔绝效应,由于等离子体在金属表面会迅速复合并消失,因此等离子气体可 以被金属阻隔,这样能够实现对盒状衬底的外表面进行刻蚀,而对内部不产生影响,从而实 现内表面可控生长的状态,实现多层石墨烯的制备。 附图说明 图1为本发明多层石墨烯的生长流程图; 图2为衬底内表面的拉曼表征图; 3 CN 111591980 A 说 明 书 2/2 页 图3为衬底外表面的拉曼表征图。
下载此资料需消耗2积分,
分享到:
收藏