[发明专利]平面结构的不对称氧、硫通道实现AB堆积型双层石墨烯的逐层生长方法

摘要

本发明涉及一种平面结构的不对称氧、硫通道实现AB堆积型双层石墨烯的逐层生长方法。采用化学气相沉积法，在铜箔两面上生长单层石墨烯薄膜；采用低压常温空气等离子体技术，刻蚀去除铜箔一面单层石墨烯薄膜，氧化此面铜生成氧化亚铜；或采用氢气等离子体技术还原氧化亚铜再热沉积一层硫，得到结构为单层石墨烯薄膜/铜/氧化亚铜或单层石墨烯薄膜/铜/硫；采用化学气相沉积法，以甲烷和氢气为气源，在不对称基底的富氧或富硫的表面上，高温下甲烷分解产生碳原子，碳原子在固相铜里扩散，转移至单层石墨烯下面以AB堆积方式析出第二层石墨烯来得到双层石墨烯薄膜。本方法分步控制，操作简单，重复性好，利于大规模推广。制备的双层石墨烯薄膜其覆盖率达到95%，AB堆积方式的比例达到99%。

主权项

1.一种平面结构的不对称氧、硫通道实现AB堆积型双层石墨烯的逐层生长方法，其特征在于具体步骤如下：（1）采用化学气相沉积方法，在经过电化学抛光的铜箔的两表面上生长出单层石墨烯薄膜，并在铜箔其中一面上用保护层覆盖；（２）采用低压常温空气等离子体技术，在步骤（1）得到的铜箔另一面用等离子体刻蚀去除单层石墨烯薄膜，同时氧化此面的铜形成富氧的表面，生成氧化亚铜，自上而下结构为：单层石墨烯薄膜/铜/氧化亚铜；或者采用氢气等离子体技术还原该面富氧的铜表面再热沉积一层硫，形成富硫的表面，自上而下结构为：单层石墨烯薄膜/铜/硫；从而得到一种平面结构的，含有不对称氧或硫通道的生长基底；（3）继续采用化学气相沉积法，在步骤（２）得到的生长基底的富氧或者富硫的表面上，高温分解气态碳源产生碳原子，通过碳原子在固相铜里扩散，转移到单层石墨烯薄膜下面，以AB堆积方式析出第二层石墨烯，最终形成AB堆积型双层石墨烯薄膜。