[发明专利]石墨烯边界调控方法

权利要求书

1.一种石墨烯边界调控方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)提供一绝缘衬底，并将所述绝缘衬底置于生长腔室中；

2)向所述生长腔室中通入第一反应气体，且所述第一反应气体至少包括碳源气体，并通过控制所述第一反应气体的流量，以于所述绝缘衬底表面形成具有第一边界形状的石墨烯结构；

步骤3)，向所述生长腔室中继续通入第二反应气体，以得到具有第二边界形状的所述石墨烯结构。

2.根据权利要求1所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，步骤1)中，所述绝缘衬底为h-BN衬底，所述h-BN衬底包括h-BN块体单晶衬底、机械剥离解理得到的h-BN薄膜衬底以及化学气相沉积方法获得的h-BN薄膜衬底中的一种。

3.根据权利要求1所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，步骤2)中，所述碳源气体为乙炔，控制乙炔的流量为1～8sccm，以得到所述第一边界形状为扶手椅型的石墨烯结构。

4.根据权利要求1所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，步骤2)中，所述第一反应气体还包括催化气体，并通过控制所述催化气体与所述碳源气体的流量比，以于所述绝缘衬底表面形成具有第一边界形状的石墨烯结构。

5.根据权利要求4所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，步骤2)中，所述碳源气体包括甲烷、乙烯、乙炔中的一种或两种及以上的组合；所述催化气体包括硅烷。

6.根据权利要求4所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，控制所述催化气体与所述碳源气体的流量比等于1:1，以得到所述第一边界形状为锯齿型的石墨烯结构；控制所述催化气体与所述碳源气体的流量比大于8:1，或小于等于1:8，以得到所述第一边界形状为扶手椅型的石墨烯结构；控制所述催化气体与所述碳源气体的流量比为1:8到1:1之间或1:1到8:1之间，以得到所述第一边界形状为混合型边界的石墨烯结构。

7.根据权利要求1所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，步骤2)中，采用化学气相沉积法制备所述石墨烯结构，其中，生长温度为1100～1400℃，所述生长腔室内的气压为1～20Pa，生长时间为10～1800s。

8.根据权利要求1所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，若所述第一边界形状为扶手椅型，控制所述第二反应气体为适于锯齿型边界生长的反应气体，以得到所述第二边界形状为锯齿型的石墨烯结构；若所述第一边界形状为锯齿型，控制所述第二反应气体为适于扶手椅型边界生长的反应气体，以得到所述第二边界形状为扶手椅型的石墨烯结构。

9.根据权利要求1所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，适于锯齿型边界生长的所述第二反应气体包括催化气体与碳源气体，且二者的流量比等于1:1；适于扶手椅型边界生长的所述第二反应气体包括催化气体与碳源气体，且二者的流量为大于8:1，或小于等于1:8。

10.根据权利要求1所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，步骤2)中，包括：先于所述绝缘衬底上形成台阶，再于所述台阶表面形成具有第一边界形状的所述石墨烯结构。

11.根据权利要求10所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，形成所述台阶的方法包括机械剥离、化学刻蚀、电子束刻蚀及紫外曝光中的一种。

12.根据权利要求10所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，所述台阶的形状与所述第一边界形状一致。

13.根据权利要求10所述的石墨烯边界调控方法，其特征在于，在所述台阶表面形成的所述石墨烯结构为石墨烯纳米带，所述第一边界形状为锯齿型，形成条件为：所述第一反应气体包括催化气体与碳源气体，且二者的流量比等于1:1。