[发明专利]一种基于电镀铜衬底制备大面积石墨烯薄膜的方法

权利要求书

1.一种基于电镀铜衬底制备大面积石墨烯的方法，其特征在于采用A或B两种方法中任一种：

方法A：

(a)电镀铜种子层，在SiO₂基底或硅基底上溅射金属种子层，种子层材料为Cu、Ni/Cu、Au、Cr/An或TiW/Cu；

(b)在种子层上电镀铜层，选择0.5-2.5A的电镀电流和10-100min的电镀时间电镀电镀铜层，电镀铜层的厚度为2-10μm；

(c)去胶、腐蚀、划片成合适大小的衬底载入石英舟，在氢气氛下采用常压CVD方法，加热到800-1000℃，在达到目标温度后通入碳源气体甲烷以及Ar气和氢气的混合气体生长3-15min后，停止加热并关闭甲烷和氢气；

(d)在氩气氛下随炉冷却；

方法B：

(a)电镀铜种子层，在SiO₂基底或硅基底上溅射金属种子层，种子层材料为Cu、Ni/Cu、Au、Cr/An或TiW/Cu；

(b)种子层图像化：根据所需电镀铜的厚度将种子层涂一层光刻胶，光刻胶的厚度为4-12μm，然后再将其光刻成后续生长石墨烯所需的图形；

(c)在种子层上电镀铜层，选择0.5-2.5A的电镀电流和10-100min的电镀时间电镀电镀铜层，电镀铜层的厚度为2-10μm；

(d)去胶、腐蚀、划片成合适大小的衬底载入石英舟，在氢气氛下采用常压CVD方法，加热到800-1000℃，在达到目标温度下通入碳源气体甲烷以及Ar气和氢气的混合气体生长3-15min后，停止加热并关闭甲烷和氢气；

(e)在氩气氛下随炉冷却；

其中，达到800-1000℃目标温度时通入的碳源气体为甲烷，甲烷的流量为5-20ml/min；达到800-1000℃目标温度时通入的Ar和H₂混合气体的体积比为10∶1-1∶4。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于：

(1)方法A和B中步骤(a)溅射的金属种子层厚度为50-250nm；

(2)方法A中步骤c和方法B中步骤d在达到目标温度时氢气的流量为50-500ml/min；

(3)方法A步骤d和方法B步骤e所述的随炉冷却时氩气的流量为50-500ml/min。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于制备的石墨烯薄膜为单层或多层。

4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于制备的石墨烯薄膜为条纹状。