[发明专利]一种高电子透过率的石墨烯海绵栅极结构的制作方法

权利要求书

1.一种高电子透过率的石墨烯海绵栅极结构的制备方法，其特征在于该石墨烯海绵栅极结构由石墨烯海绵网和带膜孔的金属电极组合而成，即在多孔的金属海绵结构表面制备石墨烯，再采用湿法腐蚀法将金属海绵去除，形成多孔的石墨烯海绵网，并将其转移至金属电极的膜孔上，形成高电子透过率的石墨烯海绵栅极结构，该制备方法具体步骤为：

步骤1.将金属海绵网进行清洗，烘干；

步骤2.在金属海绵网表面采用化学气相沉积制备石墨烯；

步骤3.利用聚甲基丙烯酸甲酯将石墨烯与金属海绵网固化，浸泡在腐蚀液中，将金属海绵网去除干净后，清洗稀释表面的腐蚀液；

步骤4.用丙酮去除聚甲基丙烯酸甲酯，烘干后，将其转移至金属膜片中心的孔隙上，得到石墨烯电极膜片；

步骤5.将得到的石墨烯电极膜片放在氢气环境中高温退火，去除表面的多余的不定型碳，增强石墨烯的附着力；

所述的金属海绵网厚度选择范围为1-150μm；面密度的范围为1-10mg/cm²。

2.根据权利要求1所述的高电子透过率的石墨烯海绵栅极结构的制备方法，其特征在于所述金属海绵网材质选取铁、铜、镍或镍钴合金，作为生长石墨烯时的催化剂材料。

3.根据权利要求1所述的高电子透过率的石墨烯海绵栅极结构的制备方法，其特征在于所述的石墨烯为采用热化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积或外延生长法的制备方法制备，石墨烯层数在2-10层之间。

4.根据权利要求1所述的高电子透过率的石墨烯海绵栅极结构的制备方法，其特征在于所述的金属海绵网基底的选材中，选择小孔径的金属海绵，孔径范围在1-100μm之间。

5.根据权利要求1所述的高电子透过率的石墨烯海绵栅极结构的制备方法，其特征在于所述的利用聚甲基丙烯酸甲酯将石墨烯与金属海绵网固化，是将石墨烯与金属海绵的复合结构用聚甲基丙烯酸甲酯溶液包裹起来，温度在70-120℃烘烤将其固化。

6.根据权利要求1所述的高电子透过率的石墨烯海绵栅极结构的制备方法，其特征在于所述腐蚀液为HCl或FeCl₃与HCl混合溶液，其腐蚀液的浓度为0.5M-3M之间。

7.根据权利要求1所述的高电子透过率的石墨烯海绵栅极结构的制备方法，其特征在于所述浸泡在腐蚀液中，将金属海绵网去除，是将石墨烯和金属海绵复合结构中心区域的金属网去除，边缘的金属网保留，以增强栅网的机械强度，便于与金属膜片结合处进行焊接。

8.根据权利要求1所述的高电子透过率的石墨烯海绵栅极结构的制备方法，其特征在于所述石墨烯海绵网的结构中，在其结构表面覆盖一层比原来石墨烯海绵网孔隙更小且均匀的导电薄膜。