[发明专利]用于制造石墨烯的装置、石墨烯的制造方法及通过该方法制造的石墨烯

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯，更具体地涉及一种用于制造高品质石墨烯的装置、该石墨烯的制造方法及通过该方法制造的石墨烯。

背景技术

含有碳原子的物质包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯和石墨。这些当中，石墨烯是单一原子层，其结构是碳原子的二维平面阵列。

具体而言，石墨烯具有相当稳定和优异的电气、机械和化学性质以及优异的导电性，因此其比硅酮更快速地运载电子并且能够比铜施加更高的电流，自从基于2004年发现一种从石墨中分离石墨烯的方法，通过实验进行验证以来，已经对其进行了积极地研究。

由于石墨烯可以大规模生产且具有电气、机械和化学稳定性以及优良的导电性，因而作为电子线路的基材已经吸引了相当大的关注。

此外，石墨烯的电气性质可以根据具有预定厚度的石墨烯的结晶方向而改变。出于此原因，在由用户选择的方向上获得了电气性质，因而可以容易地设计器件。因此，石墨烯可有效地用于碳基电子或电磁器件。

石墨烯的这些性质可以根据生长条件而显著变化。

发明内容

技术问题

旨在解决问题的本发明的目的在于：一种制造石墨烯的装置，其通过在不同条件下形成石墨烯而连续生长高品质石墨烯；一种用于制造石墨烯的方法；以及通过该方法制造的石墨烯。

技术方案

本发明的目的可以通过提供用于制造石墨烯的装置来实现，该装置包括：第一室，其用于在第一条件下供应碳源；第二室，其用于在第二条件下供应碳源；连接器，其用于将第一室与第二室连接；以及进料器，其用于将催化剂金属连续供应到第一室和第二室。

第一条件可以被配置为增加石墨烯的晶种的尺寸。

第一条件可以包括碳源分压，所述碳源分压低于第二条件的碳源分压。

第一条件可以包括温度，所述温度高于第二条件的温度。

第二条件可以被配置为填充晶种之间的间隙并形成石墨烯。

进料器可以包括：进料辊，其设置在第一室的一侧，所述进料辊供应催化剂金属；以及收卷辊，其设置在第二室的另一侧，所述收卷辊收卷催化剂金属并以卷的形式供应所述催化剂金属。

装置还可以包括用于进行预处理的第三室，所述第三室设置在所述第一室的一侧。

在本发明的另一方面中，在此提供了一种用于制造石墨烯的方法，该方法包括：使用进料器将催化剂金属连续供应到第一室和第二室；将碳源供应到第一室，以便于第一条件下在催化剂金属上形成石墨烯；并且将碳源供应到第二室，以便于第二条件下在催化剂金属上形成石墨烯。

该方法还可以包括热处理催化剂金属。

在本发明的另一方面中，在此提供了一种用于制造石墨烯的方法，该方法包括：将催化剂金属连续供应到具有不同条件的第一区和第二区；在第一条件下，在第一区中在催化剂金属上形成石墨烯；并且在第二区中运载催化剂金属并将碳源供应到第二区，以便在第一条件下形成石墨烯的区域中于第二条件下形成石墨烯。

第一区和第二区是彼此不同的第一室和第二室的内部。

在本发明的又一方面中，在此提供了通过上述方法制造的石墨烯。

有益效果

根据本发明，首先，在石墨烯生长时，石墨烯生长在分开的区域，即，在石墨烯生长时用于控制石墨烯的晶种密度的区域和用于填充晶种之间的间隙并使石墨烯完成生长的区域，从而连续形成高品质石墨烯薄膜。

由此，提供了具有两种以上条件的形成区，从而在连续供应催化剂金属的同时形成石墨烯并显著改善石墨烯品质。

可使品质改善最大化，并可因此通过提供具有不同条件的分开的室来显著缩短石墨烯的生长时间。

效果不限于上述那些，且本领域技术人员根据以下描述将清楚理解未在此描述的其它效果。

附图说明

被包含用于提供对本发明的进一步理解的附图图示了本发明的实施方式，并和说明书一起用来解释本发明的原理。

在附图中：

图1是图示了用于制造石墨烯的装置的实例的示意图；

图2至图4是图示了石墨烯根据生长条件的晶种密度的图像；

图5是图示了用于制造石墨烯的装置的另一实例的示意图；和

图6是图示了用于制造石墨烯的方法的流程图。

具体实施方式

现将对本发明的优选实施方式进行详细描述，其实例在附图中示出。