[发明专利]一种CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法

权利要求书

1.一种CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法，其特征在于，包括如下步骤：

基板制备，在铜箔表面进行掺杂元素沉积，使微量元素沉积在铜箔表面，形成掺杂元素薄膜，经过高温退火后获得质地均匀的铜合金箔作为基板；

制备掺杂石墨烯，常压化学气相沉积方法，将基板放入常压CVD生长炉中，随后通入保护气体，使常压CVD生长炉的反应区处于保护气氛中，对常压CVD生长炉进行升温，将反应区的温度提升到反应温度后，通入反应气体，使反应气体中C元素在基板上逐渐沉积生长，从而获得掺杂石墨烯。

2.根据权利要求1所述CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法，其特征在于，所述基板制备步骤中，还包括如下步骤：

备料，选择纯度为99.7％，厚度为25μm的商业压延铜箔，并裁剪成尺寸为50*50mm的方片备用，获得反应用铜箔；

清洗，将铜箔放入超声清洗机中进行清洗；

掺杂元素薄膜沉积，将掺杂元素沉积在铜箔上，并在铜箔表面形成掺杂元素薄膜；

退火，将形成掺杂元素薄膜的铜箔放入到常压化学气相系统中，进行退火处理，获得质地均匀的铜合金箔作为基板。

3.根据权利要求2所述CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法，其特征在于：所述掺杂元素薄膜沉积步骤中，沉积的方法包括磁控溅射法、原子层沉积法、电镀法、多弧离子镀法和脉冲激光沉积法。

4.根据权利要求3所述CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法，其特征在于：所述掺杂元素薄膜沉积步骤中，沉积过程中沉积设备的反应区处于真空状态，且真空度至少为1×10^-3Pa。

5.根据权利要求3所述CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法，其特征在于：所述掺杂元素薄膜的厚度为0.1～5 μm。

6.根据权利要求3所述CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法，其特征在于：所述退火步骤中，退火环境处于还原气氛中，退火温度为800～1080℃，退火时间为1～5小时，随后基板自然冷却至室温，完成退火。

7.根据权利要求1-6任意一项所述CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法，其特征在于：所述掺杂元素为易与碳元素形成碳化物的元素，包括硼、铝、铁、钼、钒或钛。

8.根据权利要求7所述CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法，其特征在于：所述制备掺杂石墨烯步骤中，沉积压力为一个大气压，沉积温度为900～1080度，沉积时间为10～50min，所述保护气体为氩气与氢气，所述保护气氛为氩气与氢气通入后构成的反应气氛，所述反应气体为甲烷。

9.根据权利要求8所述CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法，其特征在于：所述制备掺杂石墨烯步骤中，通入的氩气、氢气和甲烷的流量分别为100～1000sccm，10～500sccm，0.01～1sccm。

10.根据权利要求9所述CVD石墨烯生长过程中的同步掺杂方法，其特征在于：所述反应气体采用氩气进行稀释后再通入反应区。