[发明专利]一种通过紫外激光快速制备图案化掺杂石墨烯的方法

摘要

本发明涉及石墨烯加工领域，特别是一种通过紫外激光快速制备图案化掺杂石墨烯的方法，其包括如下步骤：a.配置碳源溶液；b.制作碳源衬板；c.将所述碳源衬板固定装夹至激光加工系统的运动平台，并保证所述碳源衬板与空气完全隔绝；d.利用紫外激光对所述碳源衬板进行加工；e.取出样品，干燥，得到石墨烯。利用紫外激光对处于掺杂源液体保护下的有机碳层聚酰亚胺涂层进行加工，通过高能量密度的紫外激光打断聚酰亚胺碳链的化学键，并把原子掺杂进重构生成的石墨烯里，生成图案化掺杂石墨烯。该方法生成的掺杂石墨烯存在能量带隙，制备石墨烯和石墨烯掺杂都在同一操作完成，生产效率高、成本低，在微电子器件制造方面具有广泛的应用潜力。

主权项

1.一种通过紫外激光快速制备图案化掺杂石墨烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.配置碳源溶液；b.制作碳源衬板，取适合大小的底板，在底板上表面涂设所述碳源溶液形成层结构，并放入真空干环境下完成干燥；c.将所述碳源衬板固定装夹至激光加工系统的运动平台，并保证所述碳源衬板与空气完全隔绝；d.将碳源衬板校正定位至紫外激光头的正下方，并设计好紫外激光加工的图案和加工参数；启动紫外激光加工系统利用紫外激光对所述碳源衬板进行加工；e.取出紫外激光加工完成的样品，放入烘干机中进行干燥，得到石墨烯；所述步骤a中碳源溶液由含有苯环的有机碳源与无水乙醇按照体积比1:1充分混合后制得；所述步骤b中制作碳源衬板的具体步骤为：将底板放置在匀胶机的工作台上，用移液器取上述配置好的碳源溶液滴在底板上表面，设置匀胶机参数为低转速为400转/分钟、高转速为1000转/分钟，旋涂时间为50秒，完成有机碳层的加工；所述有机碳层的厚度为100‑150μm，所述紫外激光波长为355nm；所述步骤b中，将完成有机碳层涂设后的碳源衬板放入真空度为0.1kPa，温度为60℃的真空干燥箱内固化30分钟；所述步骤c中将所述碳源衬板固定装夹至激光加工系统的运动平台，并保证所述碳源衬板与空气完全隔绝的具体步骤为：c1.将所述碳源衬板固定在溶液槽底部；c2.向溶液槽内加入掺杂源溶液，并完全浸没所述碳源衬板；c3.将所述溶液槽固定装夹至激光加工系统的运动平台上；所述掺杂源溶液为25％的氨水溶液；溶液槽内掺杂源溶液的液面比所述碳源衬板的上表面高出2‑3mm。