一种石墨烯制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯的制备方法，属于信息材料技术领域，其目的在于提出一种新型的利用等离子体化学气相沉积制备石墨烯的方法。其技术方案为：对抛光的衬底基片进行清洗；在衬底基片上镀金属催化剂膜；将镀有金属催化剂膜的衬底基片放入化学气相沉积设备的反应腔中；向反应腔中通入氢气；启动等离子球和加热电源；预热至500~900℃，通入碳源气体，石墨烯开始生长；待石墨烯生长完成后，关闭加热电源，关闭等离子体电源，对衬底基片降温处理；冷却至室温后，取出衬底基片，采用刻蚀的方法去除金属催化剂膜，得到石墨烯。主要用于石墨烯及其基于石墨烯器件的制造。

主权项

一种直接在衬底上生长石墨烯制备方法，其特征在于，石墨烯直接生长在所需要的衬底上，并包括以下步骤：（1）对抛光的衬底基片进行清洗；（2）在衬底基片上镀金属催化剂膜；（3）将镀有金属催化剂膜的衬底基片放入化学气相沉积设备的反应腔中，所述化学气相沉积设备为微波等离子体化学气相沉积设备或者射频化学气相沉积设备；（4）向反应腔中通入氢气；（5）启动化学气相沉积设备产生等离子球，启动化学气相沉积设备中的加热电源对衬底基片进行加热；（6）衬底基片预热至500~900℃，通入碳源气体，碳源气体脱氢后的C原子在金属催化剂膜表面聚集并渗入金属催化剂膜，且C原子在金属催化剂膜的下表面相互聚集并形成新的C‑C键，石墨烯开始直接在衬底基片上生长；（7）待石墨烯生长完成后终止碳源气体通入，关闭化学气相沉积设备的加热电源，关闭化学气相沉积设备停止产生等离子球，对衬底基片降温处理，且在降温过程中衬底基片底部先冷却，金属催化剂膜底部的温度低于金属催化剂膜表层的温度，石墨烯优先在金属催化剂膜底部成核生长，待衬底基片降温至室温后终止氢气通入；（8）衬底基片冷却至室温后，取出衬底基片，并采用刻蚀的方法去除金属催化剂膜，得到石墨烯。