[发明专利]一种双光束快速制备石墨烯图形的方法及装置

摘要

本发明公开了一种使用双光束制备石墨烯图形的方法及装置，所述方法包括连续激光束与短脉冲激光束同时聚焦到镍基底表面，短脉冲光束在激光脉宽时间内迅速将镍基底表面的光束聚焦区域加热至石墨烯生长温度，汇聚的连续激光束的持续加热使得该区域的温度稳定保持在石墨烯生长温度，进行石墨烯合成；所述装置设有脉冲激光单元、连续激光单元、二向色镜、光束整形与聚焦单元、真空腔、气体流量控制单元及三轴精密平移台，可实现任意石墨烯图形的快速制备。本发明使用较小的激光功率密度便可完成石墨烯图形的制备，有效降低了装置的成本，且由于脉冲激光加热速度快，热影响区小，有效提高了所制备的石墨烯图形的边缘质量及制备速度。

主权项

1.一种双光束快速制备石墨烯图形的方法，其特征在于：将连续激光束与短脉冲激光束同时聚焦到镍基底表面，镍基底接收到聚焦的短脉冲光束中的一个脉冲后，局部温度在脉宽时间内迅速升至石墨烯生长温度，汇聚的连续激光束继续对光束聚焦区域加热，使得镍基底上光束聚焦区域的温度稳定地保持在石墨烯生长温度，从而使与镍基底高温区域接触的甲烷气体分解出游离的碳原子并溶入基底的高温区域；聚焦激光束与镍基底保持匀速的相对运动，当聚焦激光束离开该聚焦区域后，该聚焦区域由于热扩散与热对流温度迅速降低，使得溶入的碳原子在基底表面析出形成石墨烯，从而制得与相对运动路径一致的石墨烯图形。