[发明专利]一种基于石墨烯的二维层状异质结的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于石墨烯的二维层状异质结的制备方法。该制备方法包括如下步骤：1)将放置有金属基底的反应腔中通入氢气和碳源气，并加热所述反应腔使碳溶解于所述金属基底中；2)停止向所述反应腔中通入所述碳源气，并加热反应源使其在所述金属基底上进行生长；3)降低所述反应腔的温度，所述金属基底中溶解的碳析出形成石墨烯，至此，即得到基于石墨烯的二维层状异质结。本发明制备方法利用过渡金属基底表面直接沉积氮化硼、二硫化钼等二维材料，进一步利用金属在不同温度下的碳溶解度差异来控制低温所析出石墨烯的厚度。本发明制备方法提高了生长效率，降低了生产成本，且减少了制备过程中引入的杂质。

主权项

1.一种基于石墨烯的二维层状异质结的制备方法，包括如下步骤：1)将放置有金属基底的反应腔中通入氢气和碳源气，并加热所述反应腔使碳溶解于所述金属基底中；所述金属基底为铂基底、镍基底、铜镍合金基底、钯基底或铁基底；步骤1)之前，所述方法包括对所述反应腔进行抽真空的步骤，并在氢气氛围中将所述金属基底在1000～1100℃下退火处理10～30min的步骤；加热所述反应腔的温度至700～1400℃；所述碳源气为碳氢化合物气体；通入所述氢气的速率为0～1000sccm，但不为零；通入所述碳源气的速率为0～500sccm，但不为零；2)停止向所述反应腔中通入所述碳源气，继续通入所述氢气；3)加热反应源使其在所述金属基底上进行生长；所述制备方法在CVD系统中进行；所述反应源置于石英舟中并位于所述CVD系统的进气端；所述生长的温度为65～200℃，所述生长的时间可为0～60min，但不为零；所述反应源为下述a)‑b)中任一种：a)三氧化钼和硫；b)三氧化钨和硫；3)降低所述反应腔的温度，所述金属基底中溶解的碳析出形成石墨烯，至此，即得到基于石墨烯的二维层状异质结；降低所述反应腔的温度采用以5～26℃/min的降温速率降至600～900℃的方式。