一种单原子层石墨烯薄膜的制备方法

摘要

本发明涉及石墨烯的制备技术，具体涉及一种单原子层石墨烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：将碳化硅衬底放置于原子层沉积设备反应腔中；向所述原子层沉积设备反应腔中通入碳源气体，所述碳源气体作为第一反应前驱体在碳化硅衬底表面进行化学吸附；所述的碳源气体与通入的第二反应前驱体发生卤代反应，并产生相应的副产物，直到碳化硅衬底表面的碳源气体完全消耗；所述卤代反应停止后，相应的副产物经过光照在碳化硅衬底表面形成单原子层石墨烯薄膜。本发明利用原子层沉积技术制备石墨烯薄膜，该制备方法操作简单，转化率高，能耗小，且制得的石墨烯薄膜结构完整，厚度均一，并为单原子层厚度。

主权项

一种单原子层石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：对碳化硅衬底预先进行氢化处理，使衬底表面形成碳氢键；将所述碳化硅衬底放置于原子层沉积设备反应腔中，所述碳化硅衬底选用结晶取向为(0001)的晶面，且以碳原子为终端；向所述原子层沉积设备反应腔中通入碳源气体，所述碳源气体作为第一反应前驱体在碳化硅衬底表面进行化学吸附，即在碳化硅衬底表面形成甲基结构；其中，所述碳源气体为重氮甲烷或乙烯酮，所述重氮甲烷或乙烯酮经过光照或低温加热的分解产物具有未成键电子，所述具有未成键电子的分解产物，与所述碳化硅衬底发生插入反应，实现化学吸附；所述甲基结构与通入的第二反应前驱体发生卤代反应，并产生相应的副产物，直到碳化硅衬底表面的甲基结构完全消耗；其中，所述第二反应前驱体为气态碘单质，所述卤代反应是在光照条件下进行的；所述卤代反应停止后，相应的副产物经过光照在碳化硅衬底表面形成单原子层石墨烯薄膜。