[发明专利]基于C注入的Ni膜辅助SiC衬底石墨烯纳米带制备方法

摘要

本发明公开了一种基于C注入的Ni膜辅助SiC衬底石墨烯纳米带制备方法。其实现步骤是：先对SiC样片进行标准清洗；再制作由隔离带和离子注入带组成的掩膜板；然后对清洗后的SiC样片中离子注入带区域注入C离子；接着将SiC样片置于外延炉中通Ar气快速加热至1200-1300℃，恒温保持30~90min，使离子注入区域的SiC热解生成碳膜；再另取一Si片电子束沉积一层Ni膜；将生成的碳膜样片置于Ni膜上，并将它们一同置于Ar气中，在温度为900-1200℃下退火生成石墨烯纳米带；最后从石墨烯纳米带样片上取开Ni膜，在SiC衬底上得到隔离带和石墨烯纳米带相互交替组成的纳米材料。本发明工艺简单，安全性高，SiC热解温度较低，且生成的石墨烯纳米带表面光滑，连续性好，可用于制作微电子器件。

主权项

一种基于C注入的Ni膜辅助SiC衬底石墨烯纳米带制备方法，包括以下步骤：（1）对SiC样片进行清洗，以去除表面污染物；（2）制作由隔离带和离子注入带组成的掩膜板，隔离带宽度为：100‑200nm，离子注入带宽度为：50‑200nm；（3）在清洗后的SiC样片中的离子注入带区域注入能量为15‑45keV，剂量为5×1014~5×1016cm‑2的C离子；（4）将注入C离子后的SiC样片放入外延炉中，调节外延炉中压强为0.5~1×10‑6Torr，快速加热至1200‑1300℃，然后通入流速为500‑800ml/min的Ar气，恒温保持30~90min,使离子注入带区域的SiC热解生成碳膜；（5）在Si基体上电子束沉积300‑500nm厚的Ni膜；（6）将生成的碳膜样片置于Ni膜上，再将它们一同置于流速为30‑150ml/min的Ar气中，在温度为900‑1200℃下退火10‑20min，使碳膜重构成石墨烯纳米带；（7）从石墨烯纳米带样片上取开Ni膜，在SiC衬底上得到隔离带和石墨烯纳米带相互交替组成的纳米材料。