[发明专利]基于C注入的Ni膜辅助SiC衬底石墨烯纳米带制备方法

权利要求书

1.一种基于C注入的Ni膜辅助SiC衬底石墨烯纳米带制备方法，包括以下步骤：

（1）对SiC样片进行清洗，以去除表面污染物；

（2）制作由隔离带和离子注入带组成的掩膜板，隔离带宽度为：100-200nm，离子注入带宽度为：50-200nm；

（3）在清洗后的SiC样片中的离子注入带区域注入能量为15-45keV，剂量为5×10¹⁴~5×10¹⁶cm^-2的C离子；

（4）将注入C离子后的SiC样片放入外延炉中，调节外延炉中压强为0.5~1×10^-6Torr，快速加热至1200-1300℃，然后通入流速为500-800ml/min的Ar气，恒温保持30~90min,使离子注入带区域的SiC热解生成碳膜；

（5）在Si基体上电子束沉积300-500nm厚的Ni膜；

（6）将生成的碳膜样片置于Ni膜上，再将它们一同置于流速为30-150ml/min的Ar气中，在温度为900-1200℃下退火10-20min，使碳膜重构成石墨烯纳米带；

（7）从石墨烯纳米带样片上取开Ni膜，在SiC衬底上得到隔离带和石墨烯纳米带相互交替组成的纳米材料。

2.根据权利要求1所述的基于C注入的Ni膜辅助SiC衬底石墨烯纳米带制备方法，其特征在于所述步骤（1）对SiC样片进行清洗，是先使用NH₄OH+H₂O₂试剂浸泡SiC样片10分钟，取出后烘干，以去除样片表面有机残余物；再使用HCl+H₂O₂试剂浸泡样片10分钟，取出后烘干，以去除离子污染物。

3.根据权利要求1所述的基于C注入的Ni膜辅助SiC衬底石墨烯纳米带制备方法，其特征在于所述步骤（2）中的注入带宽度，与需要制作器件的宽度相同，即石墨烯纳米带的宽度与需要制作器件的宽度相等。

4.根据权利要求1所述的基于C注入的Ni膜辅助退火石墨烯纳米带制备方法，其特征在于所述步骤（5）中电子束沉积，其工艺条件：

基底到靶材的距离为50cm，

反应室压强为5×10^-4Pa，

束流为40mA，

蒸发时间为10-20min。

5.根据权利要求1所述的基于C注入的Ni膜辅助SiC衬底石墨烯纳米带制备方法，其特征在于所述SiC样片的晶型采用4H-SiC或6H-SiC。