CVD石墨烯薄膜的制备

    石墨烯薄膜一般指通过cvd法制备的单层的石墨烯,因为是单层,所以强度、导电率和透明度都比较好。

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    实验用石墨烯薄膜

    那么,高质量石墨烯薄膜-实验用石墨烯薄膜是如何制备的?

    CVD生长石墨烯主要包括两个路径:

    一是“直接生长”,催化裂解出来的碳原子直接在催化剂表面成核、进而生长成石墨烯薄膜;

    二是“迂回生长”,催化裂解的表面碳原子渗透进入体相溶解后,再在表面析出,成核生长形成石墨烯薄膜。两个平行生长路径的贡献,取决于金属催化剂的溶碳能力、金属碳化物的生成及其在生长温度下的化学稳定性。

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    实验室

    CVD法制备石墨烯的基本过程是:

    把基底金属箔片放入炉中,通入氢气和氩气或者氮气保护加热至1000℃左右,稳定温度,保持20min左右;然后停止通入保护气体,改通入碳源(如甲烷)气体,大约30min,反应完成;切断电源,关闭甲烷气体,再通入保护气体排净甲烷气体,在保护气体的环境下直至管子冷却到室温,取出金属箔片,得到金属箔片上的石墨烯。下图为石墨烯的制备过程。

    衬底是生长石墨烯的重要条件,微晶科技目前发现的可以用作石墨烯制备的衬底金属有8~10个过渡金属(如Fe,Ru,Co,Rh,Ir,Ni,Pd,Pt,Cu,Au),和合金(如Co-Ni,Au-Ni,Ni-Mo,不锈钢)。过渡金属在石墨烯的CVD生长过程中既作为生长基底,也起催化作用。


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