[发明专利]一种利用石墨烯抑制铂表面的硒化反应以及控制单层二硒化铂生长的方法

权利要求书

1.一种利用石墨烯抑制铂表面的硒化反应的方法，其特征在于，包括在铂(111)表面外延生长覆盖单层石墨烯。

2.根据权利要求1所述的一种利用石墨烯抑制铂表面的硒化反应的方法，其特征在于，采用在铂(111)上800-1000℃裂解乙烯的方式在铂(111)表面外延生长覆盖单层石墨烯以实现在250-500℃的温度范围内抑制铂(111)表面的硒化反应。

3.根据权利要求2所述的一种利用石墨烯抑制铂表面的硒化反应的方法，其特征在于，在250-500℃的温度范围内抑制铂(111)表面的硒化反应具体包括：

步骤101、在真空环境下，将晶面抛光的铂(111)单晶加热至800-1000℃并保持温度不变；

步骤102、向真空腔内通入乙烯气体至气压为1×10^-4Pa，保持温度和气压不变使乙烯在铂(111)表面充分裂解；

步骤103、2mins后停止加热，然后停止通气，在铂(111)表面外延生长获得一层石墨烯；

步骤104、将覆盖有石墨烯的铂(111)单晶加热至250-500℃并沉积硒原子，在铂(111)和石墨烯的界面上形成一层硒插层。

4.根据权利要求3所述的一种利用石墨烯控制单层二硒化铂生长的方法，其特征在于，在步骤101之前，还包括通过多轮离子束轰击和通氧退火循环的方法去除铂(111)单晶中的碳杂质以避免其对石墨烯岛可控生长的干扰，具体包括：

步骤001、在超高真空环境下，采用电子束加热将铂(111)加热到550℃退火2mins，然后停止通氧同时快速提高温度至700℃后立即停止加热，以使得铂(111)单晶表层所含碳杂质渗出；

步骤002、在超高真空环境下，采用氩离子源以1.5keV能量的离子束轰击铂(111)单晶表面20分钟，离子束流15-20μA，以使得铂(111)单晶表层渗出的碳被轰击去除；

步骤003、循环重复步骤001、002约3-5轮，以使得铂(111)单晶表层碳杂质被充分去除；

步骤004、退火至500℃保持2mins，以使得最后一轮被轰击后的铂(111)单晶表面重构重新形成平整的晶面。

5.根据权利要求3所述的一种利用石墨烯抑制铂表面的硒化反应的方法，其特征在于，在裂解乙烯生长石墨烯的过程中，铂(111)单晶采用电子束加热的方法以实现对乙烯裂解反应时间的精确调控。

6.一种利用石墨烯控制单层二硒化铂生长的方法，其特征在于，包括在铂(111)表面外延生长覆盖单层石墨烯岛，将二硒化铂的生长范围控制在石墨烯岛覆盖区域以外。

7.根据权利要求6所述的一种利用石墨烯控制单层二硒化铂生长的方法，其特征在于，采用在铂(111)上750-850℃裂解乙烯的方式在铂(111)表面覆盖单层石墨烯岛以实现在250-500℃的温度范围内控制外延生长的单层二硒化铂形貌。

8.根据权利要求7所述的一种利用石墨烯控制单层二硒化铂生长的方法，其特征在于，在250-500℃的温度范围内控制生长的单层二硒化铂形貌，具体包括：

步骤201、将晶面抛光的铂(111)单晶加热至750-850℃并保持温度不变；

步骤202、再向真空腔内通入乙烯气体至气压为1×10^-4Pa；

步骤203、保持温度和气压不变5-20s后停止通气，然后停止加热，在铂(111)表面外延生长获得一些不完全覆盖的石墨烯岛；

步骤204、将覆盖有石墨烯岛的铂(111)单晶加热至250℃-500℃并沉积硒原子，以使得在有石墨烯岛覆盖区域形成石墨烯与铂(111)界面间的单层硒插层，并在石墨烯岛覆盖区域之外形成单层二硒化铂。