[发明专利]可控高密度等离子体制备装置和石墨烯薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种利用可控高密度等离子体制备装置制备石墨烯薄膜的方法，

所述的可控高密度等离子体制备装置包括，真空室(1)、位于所述真空室(1)中的上极板(2)、正对所述上极板(2)下方的下极板(4)、电感线圈(3)、真空抽气系统(9)，所述上极板(2)和所述下极板(4)平行设置且间距可调，所述电感线圈(3)位于所述上极板(2)和所述下极板(4)之间且其轴中心沿水平方向设置，所述上极板(2)、电感线圈(3)和下极板(4)分别连接有第一电源(6)、第二电源(7)和第三电源(8)，所述上极板(2)上均布有若干小孔，所述下极板(4)下表面还连接有加热器(5)，所述真空室还开设有进气口，所述进气口内穿设有进气管(11)，所述进气管(11)与外部的气源连通，所述加热器(5)为铠甲加热器，加热温度范围为0-1000℃，进气管(11)与上极板(2)连通，上极板上均布有若干圆形的小孔，气源通过进气管(11)采用淋喷式进气方式进入真空室(1)内，

其特征在于，包括以下步骤：

(a1)将所述真空室(1)的真空度抽至1×10^-5-5×10^-5Pa，采用含碳气体作为气源，将气源通入所述真空室(1)中，所述气源的流量为10-30sccm，压强为10-30Pa；

(a2)将碳化硅基片放置于所述下极板(4)的上表面，不对碳化硅基片进行加热，分别对所述上极板(2)施加频率为13.56-60MHz，功率为0-500W的射频、对所述电感线圈(3)施加频率为13.56-27.12MHz，功率为0-500W的射频、对所述下极板(4)施加频率为2-27.12MHz，功率为0-500W的射频，在上述条件下在所述碳化硅基片的表面沉积碳膜；

(a3)将沉积有碳膜的碳化硅基片加热至300-500℃，利用所述含碳气体作为气源，在步骤(a2)的放电条件下处理，处理时间为10-30分钟，得到所述石墨烯薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(a1)中，所述含碳气体包括甲烷、乙烯和乙炔。