[发明专利]掺杂石墨烯及石墨烯PN结器件的制备方法

摘要

本发明提供一种掺杂石墨烯及石墨烯PN结器件的制备方法，其中，所述掺杂石墨烯的制备方法至少包括：提供一铜衬底，在所述铜衬底上形成镍薄膜层；在所述镍薄膜层上选择一特定区域，在所述特定区域分别注入N型掺杂元素和P型掺杂元素，以分别形成富N型掺杂元素区和富P型掺杂元素区；对掺杂元素注入后的所述铜衬底进行第一阶段保温，以使所述铜衬底和所述镍薄膜层形成铜镍合金衬底；然后在甲烷环境下进行第二阶段保温，以分别在所述富N型掺杂元素区和所述富P型掺杂元素区得到N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯。本发明结合铜和镍的性质，利用离子注入技术，实现了N型和P型掺杂元素的晶格式掺杂，从而得到稳定的掺杂石墨烯结构。

主权项

1.一种掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述掺杂石墨烯的制备方法至少包括：提供一铜衬底，在所述铜衬底上形成镍薄膜层；在所述镍薄膜层上选择一特定区域，在所述特定区域分别注入N型掺杂元素和P型掺杂元素，以分别形成富N型掺杂元素区和富P型掺杂元素区；对掺杂元素注入后的所述铜衬底进行第一阶段保温，以使所述铜衬底和所述镍薄膜层形成铜镍合金衬底，从而使注入到所述镍薄膜层特定区域中的N型掺杂元素和P型掺杂元素在所述铜镍合金衬底的表面聚集；然后在甲烷环境下进行第二阶段保温，以分别在所述富N型掺杂元素区和所述富P型掺杂元素区得到N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；最后缓慢冷却降至室温；其具体方法为：将掺杂元素注入后的所述铜衬底放入反应器中，在800℃～1050℃高温和惰性气体的环境下进行第一阶段保温，保温时间为10min～60min，以使所述铜衬底和所述镍薄膜层形成铜镍合金衬底，从而使注入到所述镍薄膜层特定区域中的N型掺杂元素和P型掺杂元素在所述铜镍合金衬底的表面聚集；然后将流量为1sccm～10sccm的甲烷通入所述反应器中进行第二阶段保温，保温时间为10min～60min，以将聚集在所述铜镍合金衬底表面的N型掺杂元素和P型掺杂元素作为形核点，分别在所述富N型掺杂元素区和所述富P型掺杂元素区形成N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；最后缓慢冷却降至室温。