[发明专利]一种石墨烯-碳纳米管三维复合物的制备方法及其应用

摘要

本发明公开一种石墨烯‑碳纳米管三维复合物的制备方法及其应用，该复合物可应用于构筑选择性超快光电探器，可通过各波段强吸收主单元与基单元的探测差值，实现紫外‑可见‑近红外多波段高灵敏超快探测；通过栅压调控各主单元的探测开关，实现紫外、可见、近红外各波段的切换探测。此外，石墨烯‑碳纳米管三维复合物也是热导材料，其三维传输通道可显著提高器件的散热效率，延长工作寿命。

主权项

1.石墨烯‑碳纳米管三维复合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：步骤1：准备药剂酞箐铁和生长衬底：裁剪生长衬底硅片，在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗，将硅片烘干放置于石英舟之上，再将酞箐铁粉末放置在硅片衬底上；步骤2：石英舟置于石英管反应腔内：将石英舟推至加热炉最边沿处，防止酞箐铁推入加热炉内提前升华；步骤3：通入氩气并开始加热升温：打开保护性气体氩气气瓶阀门，再打开气体流量仪将其设置为60sccm，开始对加热炉进行升温，目标温度为900℃，加热速率设置为0.5℃/s；步骤4：通入氢气：打开氢气气瓶的阀门，再将气体流量计的氢气流量设置为10sccm，此时酞箐铁在加热炉的管口并未达到升华温度，待管内氢气充满整个石英管后再将酞箐铁移动到升华温区，必须保证氢气完全到达硅衬底生长区域后，酞箐铁再开始升华，所以通入氢气10分钟后再开始下一步操作；步骤5：移动石英舟到生长温区：将石英管以1cm/min的速度推进，推进过程中可以看到酞箐铁升华成黑绿色气体，并且炉内温度稍有降低；步骤6：石墨烯‑碳纳米管三维复合物的生长：石英管推进后，此时酞箐铁处于炉内高温区，迅速升华、裂解、并汽化，生长碳纳米管的硅片衬底也正处在生长温区内，在还原性氢气和催化剂铁颗粒作用下，硅片衬底上开始生成石墨烯‑碳纳米管三维复合物，15分钟后关掉氢气，停止加热；步骤7：降温冷却：炉内在氩气保护下逐渐降温，自然冷却3小时至室温，在加热炉降温整个过程中，依然通入保护气体氩气，以防止石墨烯‑碳纳米管三维复合物在高温下被氧化；步骤8：取出石墨烯‑碳纳米管三维复合物：待加热炉冷却至室温时，关闭氩气和气体流量计，打开石英管入气端拉出石英舟，此时可看到石英舟上的硅衬底变为灰白色，其灰白色物即是石墨烯‑碳纳米管三维复合物。