[发明专利]一种制备石墨烯的工艺

权利要求书

1.一种制备石墨烯的工艺，其特征是：采用射频等离子体增强化学气相沉积的方法，以磁控溅射镀膜系统制备的多晶钴薄膜为基底，在较低的基底温度(800℃)、较少的气体总流量(78sccm)和较短的沉积时间(40s)下成功地制备了高品质的1-5个碳原子层的石墨烯。

2.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯的工艺，其特征是：多晶钴薄膜的制备：采用JGP-450A型多靶磁控溅射镀膜设备，将厚度为450nm的钴薄膜沉积到单晶Si(100)基底上，使用的溅射靶材是直径为6cm的高纯钴(99.95％)，在将Si(100)基片放入真空室之前分别用丙酮、酒精和去离子水对其进行超声清洗15min去除硅片表面的污渍，当真空室的背景压强达到6×10^-4Pa后，开始在Si(100)基底上沉积钴薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种制备石墨烯的工艺，其特征是：沉积条件如下：基片温度为200℃；溅射压强为1.8Pa；溅射电流为0.4A；基片偏压为-100V；Ar气流量保持在60sccm。

4.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯的工艺，其特征是：具体工艺：将多靶磁控溅射设备制备的钴薄膜放入JGP300A型射频等离子体增强化学气相沉积设备(RF-PECVD，射频为13.56MHz)的样品台上，当反应室的压强低于13Pa后，通入Ar气(20sccm)和H₂气(10sccm)，并保持反应室的气体压强为220Pa，通过40min将钴薄膜升温到800℃，之后将Ar气和H2气的流量分别调至60sccm和15sccm，同时通入碳源气体—甲烷(3sccm)，当反应室的气体压强稳定在1000Pa时，将射频功率调节到200W，40s之后在多晶钴薄膜上制备得到了石墨烯，沉积结束后，关闭甲烷，使反应室在Ar和H₂的气氛下快速降温。