[发明专利]一种可控定向生长石墨烯的方法及由该方法制备的石墨烯

权利要求书

1.一种可控定向生长石墨烯的方法，包括如下步骤：

（1）将衬底置于带可施加偏置电压装置的反应腔体中，其中放置衬底的样品架同时作为负电极板，封闭所述反应腔体并抽至低真空状态，通入氢气，并保持气压在低压状态；

（2）打开等离子发生源，将氢气等离子体化，同时加热衬底至生长温度；

（3）在偏置电压装置的正电极板与负电极板间施加偏置电压；

（4）通入碳基化合物气体，使碳基化合物等离子体化，并维持一定的压强、偏置电压、温度和生长时间，生长定向石墨烯；

（5）关闭等离子发生源，关闭偏置电压，关闭气体，待自然降温至室温后取出衬底。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于其采用的制备系统包括：—等离子发生源、—可提供密封腔体的发生器、—样品架、—带有正电极板和负电极板的偏置电压装置、—真空泵、—气体源与流量控制器及—偏置电压电源。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述衬底的形状没有约束性，包括平面、凹形、凸形、抛物面等形状。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述衬底材料采用可耐550℃及以上的固态材料，包括金属、硅片、陶瓷等。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述碳基化合物气体可选用甲烷、乙炔、乙烯、一氧化碳和二氧化碳中的一种。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述加热方式可选用微波加热、电阻加热和红外辐射加热。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述等离子体化的方式可选用微波、辉光放电、射频、电感耦合和电子回旋共振中的一种。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过控制样品架的形状来控制作用于衬底表面的等离子体形状和方向，实现石墨烯生长方向的控制。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过压强、偏置电压、温度和生长时间参数的组合，实现石墨烯形貌和高度的控制。

10.根据权利要求1～9任一所述的方法所制备的石墨烯。