[发明专利]一种CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法

权利要求书

1.一种CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，采用化学气相沉积技术，在真空状态下先对金属基底进行热处理，通入惰性气体和碳源气体，碳源气体高温下在金属基底表面催化裂解，生长出石墨烯，其特征在于：采用多层金属基底叠加的方式规模化生长，相邻两层金属基底之间用隔离层隔开，所述金属基底与所述隔离层直接叠加，所述隔离层为轻质耐高温隔离材料，于1050℃下物化性质稳定，所述隔离层为石墨纸、碳纤维布、碳化硅纤维布中的一种或多种；其中，通入惰性气体和碳源气体的流量比为1：(1-20)，所述惰性气体为不与金属基底与碳源气体反应的氢气和/或氩气；在转移、刻蚀步骤中，将已生长石墨烯的金属基底的朝上的一面与基底粘合，再将金属基底刻蚀掉。

2.根据权利要求1所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述隔离层为石墨纸。

3.根据权利要求1所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述隔离层具有透气性，采用在隔离层上打孔的方式增加隔离层的透气性。

4.根据权利要求1所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述隔离层的面积等于或大于所隔离的相邻金属基底的面积，所述隔离层的面积大于所隔离的相邻金属基底的面积。

5.根据权利要求1所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述金属基底的层数为2层以上。

6.根据权利要求5所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述金属基底的层数为10-120层。

7.根据权利要求6所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述金属基底的层数为30-100层。

8.根据权利要求7所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述金属基底的层数为70-100层。

9.根据权利要求1所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述金属基底与隔离层共同置于托板上，所述托板与金属基底之间设有一层隔离层。

10.根据权利要求1所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述碳源气体采用CH₄或C₂H₂。

11.根据权利要求10所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述碳源气体采用CH₄。

12.根据权利要求11所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述惰性气体为氢气。

13.根据权利要求12所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：通入氢气和CH₄的流量比为1：2。

14.根据权利要求1所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述金属基底采用铜箔、镍箔或镍铜合金箔；所述金属基底的面积为(20-40)cm×(30-60)cm。

15.根据权利要求14所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：所述金属基底采用铜箔。

16.根据权利要求1所述的CVD沉积石墨烯膜的规模化生产方法，其特征在于：具体工艺步骤如下：

1)装样

按照权利要求1-15的任一项将金属基底叠放于托板上；

2)生长

将样品放入工艺舱中，关闭工艺舱，抽真空至10mTorr以下，升温至1000℃以上；通入氢气退火30min；于800℃以上，再通入CH₄，在氢气与CH₄的混合气氛下生长，生长时间为60-90min；

3)冷却

生长完成后，停止升温，通入流量为1000sccm Ar降温30min，将生长石墨烯的金属基底从工艺舱取出；

4)转移、刻蚀

将已生长石墨烯的金属基底的朝上的一面与基底粘合，再将金属基底刻蚀掉。