[发明专利]一种石墨烯基碲镉汞复合薄膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯基碲镉汞复合薄膜材料，其特征是，包括衬底层，衬底层上有单层或多层石墨烯层，石墨烯层上面沉积有碲镉汞薄膜层，Hg_1-xCd_xTe,，0.2≤x≤0.3。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯基碲镉汞复合薄膜材料，其特征是，所述的衬底层为CdZnTe、CdTe、GaAs、Al₂O₃、Si、石英或非晶玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯基碲镉汞复合薄膜材料，其特征是，采用化学气相沉积方法在铜箔上制备单层石墨烯薄膜，采用湿法转移石墨烯层至所需衬底层上，利用激光分子束外延生长方法在石墨烯层上沉积制备碲镉汞薄膜。

4.一种石墨烯基碲镉汞复合薄膜材料的制备方法，其特征是，包括步骤如下：

（1）石墨烯层的制备：将铜箔清洗烘干后放入真空化学气相沉积系统中，将系统密闭抽至10Pa以下，开始升温，随温度升高在小于300℃时首先通入H₂，继续升温至1050℃，保持恒温，后通入CH₄，保持恒温40-50分钟，之后先后关闭CH₄、H₂，并迅速冷却得到单层石墨烯；

（2）石墨烯层的转移：将沉积有石墨烯的铜箔剪切成小正方形，在附有石墨烯的方形铜箔上均匀旋涂PMMA，加热烘烤，然后放入腐蚀性溶液中室温浸泡，将铜完全腐蚀，得到石墨烯/PMMA结构材料，将石墨烯+PMMA膜迁移至所需衬底材料上，待自然干燥，加热烘烤，将烘干的PMMA+石墨烯+衬底置于丙酮溶液中，去除PMMA，然后利用乙醇清洗并自然干燥，得到单层石墨烯/衬底结构材料；重复所述转移操作可得多层石墨烯/衬底结构材料；

（3）碲镉汞薄膜层的制备：选择Hg_1-xCd_xTe,，0.2≤x≤0.3材料制成体靶，采用激光分子束外延（LMBE）设备，将高能量脉冲激光聚焦在靶材表面，以步骤（2）得到的石墨烯/衬底结构材料为基片，激光溅射沉积得碲镉汞薄膜。

5.根据权利要求4所述的一种石墨烯基碲镉汞复合薄膜材料的制备方法，其特征是，步骤（1）所述的H₂流量50sccm，CH₄流量50sccm。

6.根据权利要求4所述的一种石墨烯基碲镉汞复合薄膜材料的制备方法，其特征是，步骤（2）所述的腐蚀性溶液为1-2mol/l的FeCl₃溶液的。

7.根据权利要求4所述的一种石墨烯基碲镉汞复合薄膜材料的制备方法，其特征是，步骤（2）所述的加热烘烤均为在100-300℃的加热板上烘烤5-50min。

8.根据权利要求4所述的一种石墨烯基碲镉汞复合薄膜材料的制备方法，其特征是，步骤（3）所述激光沉积：激光波长为：248nm，能量：100-150mJ，激光频率：2-10Hz，沉积温度100-150℃，沉积时背景压强范围10^-2-10¹Pa，沉积时间10-120分钟。