[发明专利]一种石墨烯包覆硅烯、制备方法及其使用方法

权利要求书

1.一种基于金属催化制备石墨烯包覆硅烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将金属催化基底放置在反应腔体中，去除所述金属催化基底上的自然氧化层，暴露出金属层，选择气态烃类碳源作为前驱体，通过化学气相沉积法在所述金属层上形成石墨烯；

关闭所述反应腔体的所述气态烃类碳源，通入含硅气体源以及还原性气体，使蒸发的硅原子在所述石墨烯表层上外延生长硅烯；

仅关闭所述含硅气体源，或者同时关闭所述含硅气体源和所述还原性气体，并通入所述气态烃类碳源，以在所述硅烯表面包覆碳原子，从而获得石墨烯包覆硅烯，所述石墨烯包覆硅烯为球状，所述石墨烯包覆硅烯的颗粒尺寸为2-150nm；

在获得所述石墨烯包覆硅烯的整个过程中保持反应温度在400-1000℃；

在所述石墨烯表层上外延生长硅烯的步骤中反应时间为5-50s，所通入的所述含硅气体源的气体流量为2-20sccm，所述还原性气体的气体流量为5-30sccm；

在所述硅烯表面包覆碳原子的步骤中反应时间为5-50s，所通入的所述气态烃类碳源的气体流量为10-100sccm；

所述金属催化基底为铜箔；

所述石墨烯包覆硅烯的结构为球状，由内至外依次包括金属层、第一石墨烯层、硅烯和第二石墨烯层；

在通过化学气相沉积法在所述金属层上形成石墨烯时，在反应腔体中通入还原性气体，并加入电压脉冲，以在所述反应腔体中产生等离子体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获得所述石墨烯包覆硅烯的整个过程中保持反应温度在600-800℃。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，在所述硅烯表面包覆碳原子的步骤中，所通入的所述还原性气体的气体流量为5-30sccm。

4.一种石墨烯包覆硅烯，其特征在于，所述石墨烯包覆硅烯是由权利要求1-3中任一项所述的方法制备出的，包括金属层、形成在所述金属层上的第一石墨烯层、形成在所述第一石墨烯层的外表面的硅烯以及形成在所述硅烯的外表面的第二石墨烯层。

5.根据权利要求4所述的石墨烯包覆硅烯，其特征在于，所述石墨烯包覆硅烯为球状。

6.根据权利要求4所述的石墨烯包覆硅烯，其特征在于，所述石墨烯包覆硅烯的厚度范围为2-100nm。

7.一种如权利要求4-6中任一项所述的石墨烯包覆硅烯的使用方法，其特征在于，在使用所述石墨烯包覆硅烯时可利用刻蚀的方法去除金属层。