[发明专利]一种制备高迁移率的n型单层硫掺杂石墨烯薄膜的方法

权利要求书

1.一种制备高迁移率的n型单层硫掺杂石墨烯薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)清洗铜箔：将铜箔在10％(体积分数)的盐酸溶液液中浸泡2min，然后置于去离子水中清洗；多次更换去离子水，以去除铜箔表面残留的盐酸；然后将其放置于乙醇中，以此去除铜箔表面的水，最后用干燥的氮气吹干。

(2)分别将二苄基二硫和铜箔放置在管式炉中的第一温区和第二温区，背底真空抽至7x10^-4Pa，进行硫掺杂石墨烯生长。

(3)在氢气/氩气气氛下，将第二温区升温至700℃，保温20min；

(4)在氢气/氩气气氛下，将第一温区升温至150-300℃，第二温区升温至900-1050℃；

(5)在氢气/氩气气氛下，对两个温区均保温30min进行硫掺杂石墨烯生长，然后自然冷却至室温，即得；

(6)制备好后的石墨烯通过传统的PMMA湿法转移，从铜箔转移到二氧化硅/硅基底进行下一步结构和电学表征。具体步骤：将带有石墨烯的铜箔剪成所需要的形状，用胶带封边固定在PET上，再用PMMA溶液(质量比约3％的PMMA粉末溶于乳酸乙酯中)旋涂在石墨烯/铜箔正面；用1000rpm匀胶10s，3000rpm甩胶30s，置于热板120℃坚膜10min后剪掉铜箔四边的胶带，取下底部PET；放入1mol/L氯化铁水溶液表面～5min，用镊子夹起铜箔然后用去离子水冲洗底部，除去底层石墨烯；重新置于氯化铁水溶液表面腐掉铜衬底，腐蚀时间一般为1.5-6h；将薄膜用去离子水洗3次，每次浸泡10min；最后用硅片捞起薄膜，按照50℃-15min、80℃-5min、100℃-5min的条件依次用热板烘干；换两次丙酮去PMMA胶，丙酮两次分别浸泡10min，异丙醇10min，去离子水10min，用氮气枪吹干。

2.根据权利要求1所述的制备高迁移率的n型单层硫掺杂石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，二苄基二硫同时作为碳源和硫源，其质量为0-5mg。

3.根据权利要求1所述的制备高迁移率的n型单层硫掺杂石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，铜箔基底尺寸为1x1cm²。

4.根据权利要求1所述的制备高迁移率的n型单层硫掺杂石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，氢气/氩气流量为500/500sccm。

5.根据权利要求1所述的制备高迁移率的n型单层硫掺杂石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，氢气/氩气流量为500/500sccm。

6.根据权利要求1所述的制备高迁移率的n型单层硫掺杂石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，氢气/氩气流量为500/500sccm。

7.根据权利要求1所述的制备高迁移率的n型单层硫掺杂石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述步骤(6)中，将转有石墨烯的二氧化硅/硅衬底在300℃-450℃低压下退火10-60min，使PMMA去除更干净，以利于后续表征测试和应用。