[发明专利]用于在磁场中制造石墨烯的系统

权利要求书

1.一种用于在磁场中生成石墨烯的系统，包括：

等离子体发生器，其被配置以产生多个离子化碳原子，所述多个离子化碳原子作为碳原子云离开所述等离子体发生器；

石墨烯生成室，其偶联到所述等离子体发生器并且被配置以在所述碳原子云离开所述等离子体发生器时接收所述碳原子云，所述石墨烯生成室被配置以由所述多个离子化碳原子生成石墨烯膜，所述石墨烯生成室包括：

生长部分；

回收部分；和

磁性结构，其包括交替极性磁源的二维阵列，所述磁性结构产生具有足以使所述石墨烯膜悬浮在所述磁性结构上方的磁场梯度的磁场，所述磁性结构从所述生长部分延伸到所述回收部分；和

石墨烯种子源，其被配置以将石墨烯种子提供到所述石墨烯生成室的所述生长部分内的所述磁场上方的初始位置，所述石墨烯膜在所述磁场上方生成，使得所述石墨烯膜悬浮在所述磁场上方，归因于所述石墨烯膜是抗磁性的，所述碳原子云使所述悬浮的石墨烯膜从所述初始位置连续生长，所述石墨烯生成室被配置使得所述悬浮的石墨烯膜移动离开所述初始位置并且通过所述石墨烯生成室，直到其作为回收的石墨烯产物离开所述石墨烯生成室的所述回收部分。

2.根据权利要求1所述的系统，其还包括：碳原子源。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述碳原子源包括甲烷、二氧化碳或一氧化碳中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述碳原子源的化学式仅具有一个碳原子。

5.根据权利要求1所述的系统，其还包括：惰性气体。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述惰性气体包括氦气、氩气、氪气、氖气或氙气中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的系统，其还包括：电离能源。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述电离能源包括射频源或高压源之一。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述射频源是微波信号。

10.根据权利要求1所述的系统，其还包括：

至少一个控制系统，设置所述控制系统以控制所述碳原子源与所述惰性气体的比例，控制绝对压力；并且控制由所述电离能源产生的等离子体的能量密度，以控制辉光放电和所述等离子体的分布，所述辉光放电产生所述多个离子化碳原子。

11.根据权利要求10所述的系统，其中控制所述绝对压力以获得分子之间碰撞的平均自由路径，以产生所述辉光放电和所述等离子体的均匀分布。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述磁性结构包括永磁材料。

13.根据权利要求12所述的系统，其中将所述永磁材料磁化，使得所述磁场的磁场强度在所述石墨烯种子的初始位置附近最强，并且所述磁场的磁场强度逐渐变弱，直到其在所述石墨烯生成室的所述回收部分的端部附近最弱。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述磁性结构包括电磁体或电永磁体中的一种。

15.根据权利要求1所述的系统，其还包括：至少一个用于修整所述石墨烯膜的激光器。

16.根据权利要求1所述的系统，所述石墨烯生成室还包括：在所述石墨烯上方的第二个磁性结构。

17.根据权利要求1所述的系统，其中所述磁场沿其长度的外边缘呈现出比所述磁场的中心部分更强的场强。

18.根据权利要求1所述的系统，其还包括：势垒磁场源。

19.根据权利要求1所述的系统，所述石墨烯生成室还包括：

加工部分，其在所述石墨烯生成室的所述生长部分和所述回收部分之间，用于加工所述石墨烯膜。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述加工包括激光绘制导电迹线、使用立体光刻施加其它原子、活化碳或混合杂质中的一种。