[发明专利]一种利用金属插层大面积制备单层石墨烯的方法

摘要

本发明公开一种大面积单层石墨烯的制备技术，利用插层技术对缓冲层进行In原子插层，原来只有缓冲层的表面，In原子插入到缓冲层与SiC基底之间并使缓冲层转变为石墨烯，一方面制备出单层大面积的石墨烯，另一方面降低了石墨烯的制备温度。原缓冲层与单层外延石墨烯共存的表面，In原子插入到缓冲层与SiC基底之间，缓冲层变为石墨烯并与原有的外延石墨烯完美相连，形成大面积的单层石墨烯。此外，插层形成的石墨烯与衬底的相互作用较弱，为分离态的石墨烯，达到了离化的效果。用这种技术不仅可以制备出大面积的石墨烯，还可以控制石墨烯的层厚，这对于相关微电子、超导以及应变工程等领域的应用提供重要的指导与借鉴价值。

主权项

1.一种利用金属插层大面积制备单层石墨烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)采用单晶SiC衬底作为外延石墨烯的生长基材；/n2)将单晶SiC衬底置于真空制备腔室内加热至800～850K除气，清除吸附在单晶SiC表面的水汽和残留物；/n3)将步骤2)中得到的单晶SiC衬底升温至1470～1620K后保持5～15min，使得SiC表面形成缓冲层或缓冲层与单层外延石墨烯共存表面；/n4)加热坩埚中的金属In源；/n5)将单晶SiC衬底温度维持在80K，打开金属束流源的挡板，进行金属In原子的沉积，得到表面被金属In岛覆盖的单晶SiC样品；/n6)将步骤5)中得到的表面被金属In岛覆盖的单晶SiC衬底在770～1020K进行退火，保持15～30min，使金属In原子插入到缓冲层之下，将缓冲层变为单层石墨烯或者变为石墨烯后与原有外延石墨烯相连形成单层石墨烯。/n