发明名称 |
一种单晶石墨烯pn结及其制备方法 |
摘要 |
本发明公开了一种调制掺杂石墨烯pn结及其制备方法。所述调制掺杂石墨烯pn结是按照包括下述步骤的方法制备得到的:1)对铜箔基底进行退火处理;2)在铜箔表面以甲烷为碳源生长亚单层本征石墨烯孤立;3)使用惰性气体清理生长体系;4)以乙腈蒸汽为含氮碳源,在本征石墨烯孤岛边界生长氮掺杂石墨烯;5)重复步骤2)-4)的操作至少0次,得到单级或多级石墨烯pn结;6)快速降温终止生长过程;7)以PMMA为媒介将调制掺杂生长得到的石墨烯pn结转移到任意目标基底上。本发明通过在石墨烯生长过程中对碳源进行调节,得到高质量的调制掺杂单晶石墨烯pn结。该产品具有很高迁移率,高效的光电转化效率,其转移特性曲线有双Dirac点,可用于逻辑器件如反相器和倍频器等。 |
申请公布号 |
CN102953118A |
申请公布日期 |
2013.03.06 |
申请号 |
CN201210450582.4 |
申请日期 |
2012.11.12 |
申请人 |
北京大学 |
发明人 |
刘忠范;剡剀;吴迪;彭海琳 |
分类号 |
C30B25/02(2006.01)I;C30B29/02(2006.01)I;C01B31/04(2006.01)I |
主分类号 |
C30B25/02(2006.01)I |
代理机构 |
北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 |
代理人 |
关畅 |
主权项 |
一种制备调制掺杂单晶石墨烯pn结的方法,包括下述步骤:1)将铜箔置于反应器中并在还原性气氛下进行退火;2)在980‑1020℃温度下向所述反应器中通入碳源气体与还原性气体的混合气体,在步骤1)退火后的铜箔表面生长亚单层的本征石墨烯孤岛;3)向所述反应器中通入惰性气体与还原性气体的混合气体,以除去步骤2)中通入的碳源气体;同时将体系温度降低至900‑960℃;4)维持体系温度在900‑960℃,向所述反应器中通入含氮碳源与还原性气体的混合气体,在步骤2)所述本征石墨烯孤岛的间隙中,以已有的孤岛边缘为起点生长氮掺杂的石墨烯;5)重复所述步骤2)‑4)的操作至少0次,得到单级或多级的石墨烯pn结;6)降低体系温度至室温使得生长不再进行,得到沉积在铜箔表面的调制掺杂单晶石墨烯pn结。 |
地址 |
100871 北京市海淀区颐和园路5号北京大学化学与分子工程学院 |