[发明专利]一种快速制备大尺寸单晶石墨烯的方法

权利要求书

1.一种液态铜基底的制备方法，包括如下步骤：将固态铜置于铜钨合金衬底上，并在氢气气氛中加热至反应釜温度达到铜的熔点以上，即可制备得到液态铜基底。 

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述固态铜选自铜箔和/或铜粉，纯度为99.9％； 

所述铜箔的厚度为0.05mm～0.1mm； 

所述铜钨合金衬底的厚度为1mm～2mm，所述铜钨合金衬底中铜的质量含量为30％～50％。 

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述氢气气氛按如下步骤营造：先将所述反应釜抽至10Pa以下的近似真空状态，再向所述反应釜中持续通入200sccm-800sccm的氢气直至所述反应釜内压强达到标准大气压，继续维持该流量的氢气作为载气； 

所述反应釜为石英管式加热炉。 

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述铜箔在使用之前，还包括如下对所述铜箔处理的步骤：将所述铜箔裁剪成与所述铜钨合金衬底近似大小，依次用盐酸和去离子水超声清洗，再用干燥氮气吹干； 

所述铜钨合金衬底在使用之前，还包括如下对所述铜钨合金衬底处理的步骤：先将铜钨合金衬底用砂纸打磨，除去表面的氧化层后，用去离子水超声清洗后，再用干燥氮气吹干。 

5.一种快速制备大尺寸单晶石墨烯的方法，包括如下步骤：利用化学气相沉积法，在氢气和惰性气体气氛下，通入水蒸气和碳源，利用碳源在权利要求1所述液态铜基底表面的催化裂解，生长形成大尺寸单晶石墨烯，然后在惰性气体气氛下降温至室温，即可得大尺寸单晶石墨烯。 

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述氢气的流量为0.1sccm～20sccm； 

所述惰性气体选自如下至少一种：氩气和氦气； 

所述惰性气体的纯度为99.999％； 

所述惰性气体的流量为50sccm～800sccm； 

所述碳源为碳氢化合物，具体选自如下至少一种：甲烷、乙烷、乙烯、乙炔和乙醇； 

所述碳源需经惰性气体稀释，所述碳源的体积含量为0.1％～99.99％，所述碳源的流量为0.1sccm～55sccm。 

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述水蒸气的量是通过如下步骤控制的：利用气体鼓泡的方法，将载气通入去离子水中，通过载气将水蒸气带入反应体系，控制载气的流量来控制带入的水蒸气的流量； 

所述载气选自如下至少一种：惰性气体、氮气和碳源； 

所述载气的流量为0.1sccm-5sccm，所述去离子水的体积为50mL-150mL； 

所述碳源为碳氢化合物，具体选自如下至少一种：甲烷、乙烷、乙烯、乙炔和乙醇； 

所述碳源需经惰性气体稀释，所述碳源的体积含量为0.1％-99.99％。 

8.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于：所述催化裂解的反应温度为1083℃～1200℃，反应时间为0.5h～12h； 

所述液态铜基底在使用之前，还包括对其进行退火的步骤，具体步骤如下：将所述液态铜基底在铜的熔点以上温度退火处理10min-20min。 

9.权利要求5-8中任一项所述的方法制备得到的石墨烯，其中，所述石墨烯为正六边形单晶石墨烯； 

所述石墨烯尺寸为毫米至厘米级。 

10.权利要求9所述的石墨烯在制备场效应晶体管器件中的应用。