[发明专利]一种表面生长有单层石墨烯的单晶铁(111)、其制备和应用

权利要求书

1.一种在单晶铁(111)表面上合成单层石墨烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将表面清洁的单晶铁(111)铁样品置于含有烃类气体的真空环境中，该真空环境内的压力低于10^-5帕；通过解离吸附的方法，该铁样品从烃类气体中夺取碳元素，在单晶铁(111)的表面长出单层石墨烯；

获得所述表面清洁的单晶铁(111)铁样品，具体包括如下步骤：

(1-1)将单晶铁(111)铁样品放置于超高真空溅射腔室内，在不低于500eV且不高于1500eV的能量下进行Ar⁺溅射轰击铁样品表面；所述超高真空溅射腔室内的压力低于10^-5帕；

(1-2)将铁样品在不低于500K且不高于1000K的温度条件下进行高温真空退火2-5分钟；

(1-3)重复步骤(1-1)和步骤(1-2)，以清除其表面的污染物，直至在铁样品表面检测不到S、NO₂或O₂的峰值，得到表面清洁的单晶铁(111)铁样品；

所述真空环境中烃类气体的气压为1×10^-6到1×10^-5托，解离吸附时的温度为不低于500K且不高于1000K。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烃类气体为C₂H₂或者CH₄气体。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1-1)所述Ar⁺溅射轰击时间不短于30分钟。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1-3)通过光电子发射光谱学、低能电子衍射和角分辨光电子能谱学中的至少一种进行S、NO₂或O₂的检测。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法制备得到的表面生长有单层石墨烯的单晶铁(111)。

6.如权利要求5所述的表面生长有单层石墨烯的单晶铁(111)的应用，其特征在于，所述表面生长有单层石墨烯的单晶铁(111)为表面上生长覆盖有单层石墨烯的单晶铁(111)，用于制备自旋器件。

7.一种自旋器件，其特征在于，包括如权利要求5所述的表面生长有单层石墨烯的单晶铁(111)。