[发明专利]多元衬底、基于多元衬底的层数连续可调的石墨烯、及其制备方法

权利要求书

1.一种用于层数连续可调的石墨烯的多元衬底，它包括：

金属基底，所述金属基底为低溶碳金属M1，或者低溶碳金属M1与高溶碳金属M2的合金M1_1-x+M2_x，式中0＜x＜0.5；

采用磁控溅射法或脉冲激光沉积法覆盖在所述金属基底上的金属薄膜，所述金属薄膜为至少一层高溶碳金属M2，或者低溶碳金属M1与高溶碳金属M2的合金M1_1-x+M2_x，式中1＞x＞0.5；

其中，M1为Cu，M2选自Ru、Ti、Zr、Nb、Ta、Fe、Co、Ni、V、Rh、Pd、Co、lr、Pt、Mo、W、Zn或其组合。

2.如权利要求1所述的多元衬底，其特征在于，它还包括位于所述金属基底下的非金属基底。

3.如权利要求2所述的多元衬底，其特征在于，所述非金属基底选自：硅、氧化硅、玻璃、石英、碳化硅和氧化铝。

4.如权利要求1-3中任一项所述的多元衬底，其特征在于，所述磁控溅射法的溅射功率为50-200W，溅射时间为5-60分钟，工作气压为0.2-3.0Pa，靶材与基底的距离为5-11cm；所述脉冲激光沉积法的基底温度为50-800℃，沉积时间为10-60分钟，靶材上的平均激光能量密度为2-10J/cm²。

5.如权利要求1所述的多元衬底，其特征在于，所述金属基底的厚度为1-1000μm；所述金属薄膜的厚度为5nm-1μm。

6.如权利要求2或3所述的多元衬底，其特征在于，所述非金属基底的厚度为0.5-2μm；所述金属薄膜的厚度为5nm-1μm。

7.如权利要求1所述的多元衬底，其特征在于，所述低溶碳金属或合金的溶碳能力为在500-1100℃下小于0.005原子％；所述高溶碳金属或合金的溶碳能力为在500-1100℃下大于0.1原子％。

8.一种制备用于层数连续可调的石墨烯的多元衬底的方法，该方法包括：

提供金属基底，所述金属基底为低溶碳金属M1，或者低溶碳金属M1与高溶碳金属M2的合金M1_1-x+M2_x，式中0＜x＜0.5；

采用磁控溅射法或脉冲激光沉积法在所述金属基底上覆盖金属薄膜，所述金属薄膜为至少一层高溶碳金属M2，或者低溶碳金属M1与高溶碳金属M2的合金M1_1-x+M2_x，式中1＞x＞0.5；

其中，M1为Cu，M2选自Ru、Ti、Zr、Nb、Ta、Fe、Co、Ni、V、Rh、Pd、Co、lr、Pt、Mo、W、Zn或其组合。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括在所述金属基底下提供非金属基底。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述非金属基底选自：硅、氧化硅、玻璃、石英、碳化硅和氧化铝。

11.如权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述磁控溅射法的溅射功率为50-200W，溅射时间为5-60分钟，工作气压为0.2-3.0Pa，靶材与基底的距离为5-11cm；所述脉冲激光沉积法的基底温度为50-800℃，沉积时间为10-60分钟，靶材上的平均激光能量密度为2-10J/cm²。

12.一种基于多元衬底的层数连续可调的石墨烯，它包括：

权利要求1-6中任一项所述的多元衬底；

在500-1100℃的温度下通过化学气相沉积法沉积在所述多元衬底上的石墨烯。

13.如权利要求12所述的层数连续可调的石墨烯，其特征在于，其尺寸为0.1-30cm。

14.如权利要求12或13所述的层数连续可调的石墨烯，其特征在于，其应用于光伏、平面显示、半导体电子和储能器件领域。

15.一种制备基于多元衬底的层数连续可调的石墨烯的方法，该方法包括：

提供权利要求1-6中任一项所述的多元衬底；

在500-1100℃的温度下通过化学气相沉积法在所述多元衬底上沉积石墨烯，制得层数连续可调的石墨烯。