[发明专利]一种条纹宽度可控的激光加热制备单层石墨烯的方法

摘要

本发明涉及一种在衬底上利用激光光束通过光栅加热方法制备条纹宽度可控的单层石墨烯(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，能够实现高速电子器件制备的优化。因此实现生长优质的条纹状石墨烯材料对于电子技术的发展具有重要意义。本发明利用激光通过光栅加热衬底的方法制备条纹状的单层石墨烯，省略了光刻步骤，一步完成，简单易行，没有附加物质对生长材料的污染；同时，可以快速去除光束，具有降温快等特点，可以减少不必要的多层石墨稀生长，有效的实现石墨烯单层生长，其特征在于用光栅得到分立的光束，进而得到分立的条纹状的单层石墨烯。

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，使其通过光栅获得的衍射条纹光斑能够均匀对准衬底上开启激光器。2)先将氩气通入密封的的石英管中，保持其流量为200sccm，以确保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5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，得到大面积生长的单层石墨烯样品。