[发明专利]基于Cu膜退火的SiC衬底上大面积石墨烯制备方法

摘要

本发明公开了一种基于Cu膜退火的SiC衬底上大面积石墨烯制备方法，主要解决现有技术制备的石墨烯连续性不好、孔隙率高、层数不均匀的问题。其实现步骤是：（1）先对SiC样片进行RCA清洗；（2）对清洗后的SiC样片进行氢刻蚀处理（3）将Ar气和CCl4气体通入混气室中混合后，通入反应室，使CCl4与SiC反应，生成碳膜；（4）然后在生成的碳膜上镀一层Cu膜；（5）将镀有Cu膜的样片置于Ar气中，在温度为900-1100℃下退火15-25min，使碳膜重构成石墨烯；（6）最后将Cu膜从石墨烯样片上去除。本发明具有石墨烯连续性好，均匀性好，孔隙率低的优点，可用于生物、光学、电学和传感器等诸多领域。

主权项

一种基于Cu膜退火的SiC衬底上大面积石墨烯制备方法，包括以下步骤：（1）对SiC衬底进行清洗，以去除样品表面有机和无机化学污染物；（2）将清洗后的SiC样片放置在石墨烯生长设备的反应室中，设定反应室气压为13.3Pa，升温至1600℃，对SiC衬底进行30min氢刻蚀处理，以去除SiC表面划痕，产生纳米量级高的周期性光滑台阶形貌；（3）将反应室温度降为850℃，并通入流量为0.5ml/min的SiH4气体，持续10min，以去除SiC表面氢刻蚀生成的化合物；（4）将反应室加热至850℃～1050℃，打开气体阀门，将Ar气和CCl4气体通入混气室中混合后，通入反应室中，使CCl4与SiC反应30min～120min，生成碳膜；（5）取出生成碳膜的样片，将其置于物理气相淀积PVD镀膜机中，在碳膜上利用PVD法镀一层200nm～300nm厚的Cu膜；（6）将镀有Cu膜的样片置于石墨烯生长设备中，升温至900℃～1100℃，通入Ar气，退火15min～25min，使Cu膜覆盖下的碳膜重构成石墨烯，得到石墨烯样片；（7）将生成的石墨烯样片置于FeCl3溶液中以去除Cu膜，得到石墨烯材料。