一种制备具有相同或近似晶格取向石墨烯的制备装置及方法

摘要

本发明涉及一种制备具有相同或近似晶格取向单晶石墨烯的制备装置及方法。首先在单晶硅表面通过低温生长的方法(样品温度为-196℃至-250℃)备金属(铜，铝，等)单晶或者赝晶薄膜(厚度为1nm-500μm)。然后通过化学气相沉积(CVD)方式将石墨烯生长到金属薄膜表面。CVD过程样品温度为600-1100摄氏度，真空度为10-10mbar到2bar。然后将样品降温到室温。这样由于金属薄膜具有基底硅单晶的取向，同样石墨烯具有金属薄膜的晶体取向。所制备的石墨烯具有单晶性质。大小仅受到硅单晶的尺寸所限制。大小可达数十厘米。

主权项

一种制备具有相同或近似晶格取向单晶石墨烯的制备装置及方法。其特征在于，该系统由(1)、基底加热装置(2)、基底冷却装置(3)、基底单晶硅(4)、真空泵系统(5)、气瓶组(6)、气路和控制阀(7)、真空腔(8)、金属源组成。真空泵系统(5)保持真空腔(7)的低气压。在低压环境下冷却装置(2)对清洁的基底材料单晶硅(3)进行冷却。利用金属源(8)在冷却的基底硅上蒸镀单晶、赝晶或具有近似晶格取向的金属薄膜。当金属薄膜厚度达到要求后停止金属蒸镀并利用加热装置(1)提升基底温度到化学气相沉积温度。通过气路和控制阀(7)来调节气瓶组(6)向真空腔内所供给的气体成分和气压以完成石墨烯的生长。最后降低基底(4)温度并从真空腔(8)中取出。