[发明专利]一种激光加热生长石墨烯的制作方法

摘要

本发明涉及一种在衬底上利用激光辅助加热方法制备大面积单层石墨烯(Graphene)的方法，属于半导体新型材料技术领域。石墨烯是新型的制备电子器件和太阳能电池材料，具有较高的电子传输特性、响应频率好和较宽光波段透明度的性质能够实现高速的电子器件制备的优化和更高光波段透过率的太能电池导电薄膜材料，因此实现大面积生长优质的石墨烯材料对于电子技术和太阳能电池技术的发展具有重要意义。本发明利用激光加热衬底的方法制备石墨烯可以实现对生长区域面积直接加热，没有附加受热面积，可以立刻关闭激光器，快速去除光束，具有降温速度快特点，可以减少不必要的多层石墨烯生长，有效的实现石墨烯单层生长；同时，调整激光光路可以实现在衬底上选择区域进行石墨烯材料生长，改变激光光斑半径，加热衬底生长石墨烯材料，可以得到生长区域半径和激光光斑半径相同的石墨烯材料。

主权项

一种激光加热制备石墨烯材料的方法，其特征在于：具体实施步骤为：1)将衬底表面镀500nm镍膜退火处理，作为生长石墨烯的催化剂。将衬底放入石英管中，放置温度传感器可以实现对衬底温度的监测，开启激光器，调整激光光路和参数，使其光斑能够均匀对准衬底上选择的区域进行加热。2)先将氩气通入密封的的石英管中，保持其流量为200sccm，以便排出石英管中的空气，保持30分钟后，将氢气以相同的流量通入密封的石英管中保持五分钟。3)开启激光器对准选择生长的衬底区域进行加热，当温度传感器显示温度达到900℃，向密封石英管内通入甲烷(CH4)气体作为反应前驱源，氢气作为反映的还原气体，流量均为100sccm，持续3‑5分钟进行石墨烯生长。关闭激光器，去除光束，取出样品，自然冷却，得到大面积生长的石墨烯样品。