一种在金属催化剂表面制备薄层石墨烯的方法

摘要

本发明公开了一种在金属催化剂表面制备薄层石墨烯的方法，该方法包含以下步骤：第一步，首先将金属催化剂基体放入化学气相沉积（CVD）系统内，在H2和Ar气混合气氛中进行加热和退火；第二步，利用不同碳源进行高温渗碳反应；第三步，对样品进行缓慢加热，这其中通大流量的氢气进行刻蚀。第四步，在氢气刻蚀之后再用氩气将CVD系统中的氢气排尽，并将其迅速冷却至室温，偏析出均匀的石墨烯层。进一步的，通过改变金属催化剂基体的厚度、渗碳量、氢气刻蚀量，可以精确控制石墨烯的层数。本发明工艺简单易操作，且和半导体工业兼容，能够实现石墨烯的可控制备，且生产的石墨烯材料在电子、光电、传感等领域具有重要应用前景。

主权项

一种在金属催化剂表面制备薄层石墨烯的方法，其特征在于，该方法为：首先，在H2和Ar气混合气氛中，于700‑1050 °C的高温下，将碳源与金属催化剂基体接触，进行高温催化分解反应，从而在金属催化剂基体内部和表面进行渗碳；而后，在800‑1200 °C的高温条件下，以H2刻蚀或等离子体刻蚀至少除去金属催化剂基体表面的无序碳层和金属催化剂基体内晶界位置形成的石墨烯；最后，在惰性气体保护或真空条件下，将金属催化剂基体迅速冷却至室温，并在金属催化剂基体表面得到偏析的薄层石墨烯。