[发明专利]一种高质量大尺寸单晶石墨烯的制备方法

摘要

本发明涉及石墨烯新材料及其化学气相沉积（CVD）制备技术，具体为一种高质量大尺寸单晶石墨烯的制备方法，适于制备高质量大尺寸单晶石墨烯。采用化学气相沉积技术，以铜、铂等金属为生长基体，以碳氢化合物为碳源，在含有氢气的载气存在的情况下，先对金属基体进行热处理，并利用碳源气体高温下催化裂解，生长出单晶石墨烯。然后通过调控氢气和碳源浓度对石墨烯进行刻蚀，大幅度减小单晶石墨烯的分布密度，之后再次调节反应气氛使其再生长，如此反复数次，最终获得高质量大尺寸单晶石墨烯。采用本发明可获得高质量英寸级单晶石墨烯，为其在纳电子器件、透明导电膜、显示器和太阳能电池电极、气体传感器、薄膜电子器件等光电领域的应用奠定基础。

主权项

一种高质量大尺寸单晶石墨烯的制备方法，其特征在于：该方法采用化学气相沉积技术，在含有氢气的载气存在的情况下，先对金属基体进行热处理，并利用碳源气体高温下在金属基体表面催化裂解，生长出单晶石墨烯；然后通过控制氢气、碳源浓度，对生长后的石墨烯单晶进行刻蚀，大幅度减小单晶石墨烯的分布密度，使其每10平方英寸数目减小到1～2个，这为生长大尺寸单晶提供了空间，然后调节氢气和碳源浓度使其再次生长，当单晶石墨烯的数目变多时，再进行刻蚀，如此反复；经过刻蚀再生长之后，最终获得高质量大尺寸单晶石墨烯；该方法制备的石墨烯单晶尺寸为1～4英寸，其迁移率为10000cm2V‑1s‑1以上。