[发明专利]直接在针尖表面共形覆盖石墨烯的方法

权利要求书

1.直接在针尖表面共形覆盖石墨烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将针尖表面清洗干净并干燥；

(2)将步骤(1)清洗、干燥后的针尖置等离子体增强化学气相沉积系统的真空腔室中，排尽真空腔室内的空气，然后向真空腔室中填充保护气体；

(3)待步骤(2)填充氢气完成后，将针尖加热至石墨烯生长温度，向真空腔室中通入碳源气体和起载流作用的保护气体，维持气压在石墨烯生长压强，同时设定射频电源功率至石墨烯生长功率，使石墨烯在针尖表面直接生长；

(4)待步骤(3)石墨烯生长结束后，关闭射频电源，停止向真空腔室中通入碳源气体，将针尖在保护气体和石墨烯生长压强下降温至10-30℃，取出针尖，在针尖的尖端及其侧表面即覆盖有连续均匀的石墨烯薄膜。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针尖材质为硅、锗、氮化硅、碳化硅、二氧化硅、砷化镓、金、银、铂、铜、铁、钨、钼、钯、镍、氧化镁或氧化铝。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针尖尖端的曲率半径大于10nm。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护气体为氮气、氢气、氩气、氦气、氖气、氪气和氙气中的任一种或几种混合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源气体为甲烷、乙烯、乙炔、甲醇、乙醇、苯和甲苯气体中的任一种或几种混合。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石墨烯生长温度为300-600℃；石墨烯生长压强为1Pa-10KPa；石墨烯生长的射频电源功率为1W-10KW；石墨烯生长时间为1min-1h。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)是将针尖置水中超声清洗2-10min，用氮气吹干；或者，是将针尖依次置丙酮、95vol％乙醇、水中浸泡清洗2-10min，用氮气吹干。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排尽真空腔室内空气的方法是将真空腔室抽真空至本底真空度后，用保护气体冲洗与真空腔室相连的各个气路，再将真空腔室抽真空至本底真空度。