[发明专利]一种金属原子掺杂的大面积规则外延石墨烯的制备方法

摘要

本发明公开了一种金属原子掺杂的大面积规则外延石墨烯的制备方法，应用于微电子技术领域。将金属原子引入到SiC的高温裂解过程中，并辅以Ar气氛的保护，不仅可以制备得到大面积规则的外延石墨烯，还可引导外来金属原子直接参与石墨烯片层的生长过程，促使金属原子与C原子之间原子插层或杂化而实现金属原子的掺杂，避免了离子注入对石墨烯整体结构的破坏作用。金属原子束流的预处理是实现掺杂的重要前提，Ar气氛环境抑制了表面孔洞的生成，保证了外延石墨烯样品规则均匀的表面形貌。该发明技术思路简单，可操作性强，是一种稳定有效的金属原子掺杂方法，可为外延石墨烯的优化制备及性能改性提供重要的指导与借鉴。

主权项

一种金属原子掺杂的大面积规则外延石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采用单晶SiC基片作为外延石墨烯的生长基材；2)将单晶SiC样品在真空制备腔室内加热至530～570℃除气，清除吸附在单晶SiC表面的水汽和残留物；3)除气完成后，加热K‑Cell装置中的金属源，并维持20～30nA的金属原子束流；4)将除气好的SiC样品在金属束流源下升温至1100～1150℃，并在金属束流的辅助下加热退火，以除去其表面氧化物，得到以金属原子为终端面的样品表面；5)得到以金属原子为终端表面的SiC样品后，在Ar气氛下将SiC样品升温至1450℃，关闭加热原，间隔2min之后再进行同样的加热，循环3～5次，获得金属原子掺杂的大面积规则外延石墨烯。