CN109402605A - 一种大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的制备方法 - Google Patents

一种大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109402605A
CN109402605A CN201811358576.XA CN201811358576A CN109402605A CN 109402605 A CN109402605 A CN 109402605A CN 201811358576 A CN201811358576 A CN 201811358576A CN 109402605 A CN109402605 A CN 109402605A
Authority
CN
China
Prior art keywords
boron nitride
graphene
hexagonal boron
metal material
film substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811358576.XA
Other languages
English (en)
Inventor
陈珊珊
应豪
刘雯雨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renmin University of China
Original Assignee
Renmin University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renmin University of China filed Critical Renmin University of China
Priority to CN201811358576.XA priority Critical patent/CN109402605A/zh
Publication of CN109402605A publication Critical patent/CN109402605A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/342—Boron nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供一种制备层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的方法，包括：在金属薄膜衬底催化下通过化学气相沉积法在金属薄膜衬底表面制备六方氮化硼，在气流上游处放置的另一金属材料的远程催化下通过化学气相沉积法在制备出的六方氮化硼表面形成石墨烯。所述金属材料为与所述金属薄膜衬底材料相比具有较高硼氮溶解度或具有较高比表面积的金属材料。本发明制备方法中在生长衬底附近放置金属材料，可原位制备出大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼的异质结。金属衬底表面先被一定层数的六方氮化硼覆盖后，失去化学催化活性后，其表面无法继续催化生长石墨烯。此时预先放置的金属材料，能持续提供催化，从而在六方氮化硼表面生长出石墨烯。

Description

一种大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的制备 方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的制备方法。
背景技术
石墨烯是由单层碳原子通过共价键结合的具有规则六方对称结构的二维晶体，是目前已知的厚度最薄、硬度最大的二维材料，其在光、电、热、力、声、磁等方面有着广泛的应用前景。石墨烯与六方氮化硼的异质结能够展现出许多奇特且优异的物理性质，尤其是当六方氮化硼为多层时，能够极大地提高石墨烯的载流子迁移率，为高效石墨烯电学器件地应用打下极好的基础。目前的多层六方氮化硼与石墨烯异质结多为机械剥离法和化学湿法转移制备而得，这些方法不仅产量低而且会在制备过程中产生较多杂质，不利于产业化生产。目前已有的利用化学气相沉积原位制备六方氮化硼和石墨烯异质结的技术，往往只能制备单层六方氮化硼的异质结。为此，亟需发展一步法原位制备可控层厚石墨烯和多层六方氮化硼异质结的技术，实现二维材料逐层自组装。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的方法，与现有方法相比，本发明制备方法简单有效，可以获得干净的异质结界面。
本发明所提供的制备层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的方法，包括如下步骤：在金属薄膜衬底催化下通过化学气相沉积法在金属薄膜衬底表面制备六方氮化硼，在气流上游处放置的另一金属材料的远程催化下通过化学气相沉积法在制备出的六方氮化硼表面形成石墨烯，从而实现石墨烯与六方氮化硼异质结的原位制备。
所述方法具体包括下述操作：
在金属薄膜衬底I附近且在气流上游处放置另一金属材料II，将含硼氮的化合物作为硼氮源引入到反应腔内，在所述金属薄膜衬底I表面通过化学气相沉积反应制备出六方氮化硼，停止引入硼氮源，引入含碳的化合物作为碳源，使得碳源在所述另一金属材料II的远程催化下产生碳原子，通过化学气相沉积反应在已制备好的六方氮化硼表面形成石墨烯，从而实现石墨烯与六方氮化硼异质结的原位制备。
上述方法中，所述金属薄膜衬底I采用的材料可为过渡金属或铝(Al)、镁(Mg)，所述过渡金属可选自铜(Cu)、镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)、铂(Pt)、金(Au)、铬(Cr)、锰(Mn)、钼(Mo)、钌(Ru)、钽(Ta)、钛(Ti)、铑(Rh)和钨(W)中的一种或任意两种以上的组合，具体可为铜。
所述另一金属材料II为与所述金属薄膜衬底I材料相比为具有较高硼氮溶解度或具有较高比表面积的金属材料，可为铝、镁、镍、铜、钴、铁、铂、金、铬、锰、钼、钌、钛、铑、钨、和钽中的至少一种，或任意两种以上的组合，包含其合金组合。
具体地，当所述金属薄膜衬底I采用的材料为铜时，所述另一金属材料II可为铝、镁、镍、铜、铁、钴、铂、铬、锰、钛、铑、钨和钽的一种或任意两种以上的组合。
所述另一金属材料II的形式不限，可为块体、薄膜、多孔泡沫材料、纳米粉末等。
当所述金属薄膜衬底I材料为铜薄膜时，所述另一金属材料II可为泡沫铜、泡沫镍或钴纳米粉等比表面积比薄膜更大的材料形式。
所述作为硼氮源的含硼氮的化合物可为氨硼烷、环硼氮烷、乙硼烷和氨气的混合物或卤化硼和氨气的混合物。
其中，所述卤化硼可为氯化硼、氟化硼或溴化硼中的至少一种。
上述方法中，可通过改变硼氮源的通量来调控所制备出的六方氮化硼的层数。
所述作为碳源的含碳的化合物包括烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃中的至少一种。
其中，所述烷烃包括甲烷、乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种；
所述烯烃包括乙烯、丙烯和丁烯中的至少一种；
所述炔烃为乙炔和/或丙炔；
所述芳香烃为萘和/或六苯并苯。
上述方法中，可通过改变碳源的流量和通入碳源的时间实现石墨烯层数的可控制备。
上述方法中，可采用载气将气态的硼氮源、碳源引入到反应腔内，所述载气可为氢气、氩气或氮气；
所述载气的流速可为1sccm～1000sccm，具体可为8sccm；
所述硼氮源为固态时，可通过调节固态硼氮源的分解温度来调控所制备的六方氮化硼层数。
所述硼氮源为气态时，其流量可为1～1000sccm，具体以需要制备的六方氮化硼层数为准。
所述碳源为固态时，可通过调节固态碳源的分解温度来调控所需制备的石墨烯层数；
所述碳源为气态时，其流速可为1～1000sccm，具体以需要制备出的石墨烯层数为准。
上述方法中，进行所述化学气相沉积反应时，体系压强可为10Pa～105Pa，具体可为16Pa；
所述化学气相沉积反应的温度可为800℃～1100℃，具体可为1030℃；
所述化学气相沉积反应的时间可为1min～200min具体可为30min。
上述方法还包括在进行所述化学气相沉积反应之后将反应体系的温度降至室温的步骤；
由所述化学气相沉积反应的温度降温至室温的时间为5min～60min，具体可为20min。
上述方法中，所述方法还包括在进行首次化学气相沉积反应之前将所述金属薄膜衬底I和金属材料II进行退火的步骤；
所述退火的温度可为800℃～1500℃，具体可为1050℃；
所述退火的时间可为5min～75min，具体可为30min；
由室温升至所述退火温度的时间可为10～60min，具体可为30min。
本发明中，所述室温指的是本领域公知的常识，为10～30℃。
由上述方法制备得到的石墨烯与六方氮化硼异质结也属于本发明的保护范围。
本发明具有以下优点：
本发明制备方法中在生长衬底附近放置另一金属材料，可原位制备出大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼的异质结。金属衬底表面先被一定层数的六方氮化硼覆盖后，失去化学催化活性后，其表面无法继续催化生长石墨烯。此时预先放置的另一金属材料，由于其较高的硼或氮溶解度，或者具有较高的比表面积，能持续提供催化作用，从而在六方氮化硼表面生长出石墨烯。
附图说明
图1表示金属薄膜衬底与另一金属材料的位置关系。1为金属薄膜衬底，2为提供额外催化的金属材料。
图2为本发明的原理示意图，首先在金属薄膜衬底1上生长一定层数的六方氮化硼3，生长的方式为化学气相沉积；在金属薄膜衬底1上生长出一定层数的六方氮化硼3后，金属薄膜衬底1失去化学催化活性，而具有较高硼氮溶解度或具有较高比表面积的金属材料2继续催化碳氢化合物分解产生碳元素，在六方氮化硼3上生长出石墨烯4。
图3为本发明实施例1制备的石墨烯与六方氮化硼异质结的扫描电子显微镜(SEM)照片和双层六方氮化硼的透射电镜高分图(HRTEM)。
图4为本发明实施例1制备的石墨烯与六方氮化硼异质结的拉曼(Raman)数据。
图5为本发明实施例1制备的石墨烯与多层六方氮化硼异质结的六方氮化硼区域的原子力显微镜(AFM)图。
图6为本发明实施例2制备的石墨烯与六方氮化硼的X射线光电子能谱(XPS)数据。
图7为本发明实施例2制备的不同层厚的石墨烯与六方氮化硼的SEM照片。
图8为本发明实施例3以铜箔为生长衬底，分别用铜片和泡沫铜作为辅助催化金属的制备结果。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、利用泡沫镍和铜箔衬底制备石墨烯与六方氮化硼异质结的方法
根据图1-图2中原理，制备石墨烯与六方氮化硼异质结的方法，具体包括如下步骤：
(1)将泡沫镍(具体规格，厚度为3mm，孔径为0.1mm，每英寸孔数为100)和铜箔(厚度25微米，大小为3cm*4cm)用过硫酸铵溶液浸泡2-3分钟，以去除表面的氧化物，然后用去离子水清洗。
(2)将铜箔包成盒子状，泡沫镍剪成2cm*2cm包入铜(衬底)盒子的一端，然后用天平称量氨硼烷20mg作为生长原料，并放入石英舟内。将盛有原材料的石英舟与铜盒子一起放入管式炉，其中铜盒子位于高温区的中间位置(反应区)，且将包入泡沫镍的一段置于气流上游处，石英舟放在源区位置，封闭***。
(3)在管式炉***内通入8sccm的氢气，并在30分钟内由室温(15-25℃)升温至1030℃，并在同样气体氛围内，保持1030℃，对生长衬底退火30分钟，以便增大铜箔的晶粒尺寸，有助于异质结的生长。
(4)退火完成后，反应区的温度继续保持在1030℃，保持氢气流量不变的情况下，对同时将源区温度由室温加热到100℃，氢气将分解产生的硼氮化合物带至反应区开始进行六方氮化硼化学气相沉积。
(5)沉积温度为1030℃，时间为30min，之后停止对源区加热，并在1分钟内将源区温度冷却至室温。
(6)保持氢气流量不变，通入3sccm的甲烷10分钟，进行石墨烯的化学气相沉积。
(7)保持气氛不变，关闭管式炉电源，于十分钟内将反应区温度降至室温。
(8)随后将制备出的异质结样品转移到SiO2/Si衬底上，并用扫描电子显微镜(SEM)拍摄照片如图3a所示，可通过明显的衬度差确定制备出的是石墨烯与六方氮化硼的异质结。采用拉曼光谱仪(Raman)对转移好的样品进行表征，结果如图4所示，由拉曼特征信号可知制备出的是石墨烯与六方氮化硼的异质结。且石墨烯的拉曼信号中G峰强度(IG)和2D峰强度(I2D)比值(IG/I2D)为1/2，可确认为单层石墨烯。六方氮化硼的层数可通过将制备好的样品转移到透射电镜铜网上，并通过HRTEM(图3b)确认为双层。
(9)如本实施例所述，可在沉积六方氮化硼时，通过改变源区温度至130℃，便可在衬底上制备出厚度达3.45nm的六方氮化硼(图5)。
实施例2、利用钴纳米粉和铜箔衬底制备石墨烯与六方氮化硼异质结的方法
(1)铜箔用(厚度25微米，大小为3cm*4cm)用过硫酸铵溶液浸泡2-3分钟，以去除表面的氧化物，然后用去离子水清洗。
(2)用天平称量3mg的钴纳米粉(2nm)待用，随后将铜箔包成盒子状，封口前，将称量好的纳米粉均匀的撒在铜盒子的对折处。然后用天平称量铵硼烷20mg作为生长原料，并放入石英舟内。将盛有原材料的石英舟与铜盒子一起放入管式炉，其中铜盒子位于高温区的中间位置，且放置有钴纳米粉的对折处置于气流上游处，石英舟放在源区位置，封闭***。
(3)在管式炉***内通入8sccm的氢气，并在30分钟内由室温(15-25℃)升温至1030℃，并在同样气体氛围内，保持1030℃，对生长衬底退火30分钟，以便增大铜箔的晶粒尺寸，有助于异质结的生长。
(4)退火完成后，反应区的温度继续保持在1030℃，保持氢气流量不变的情况下，对同时将源区温度由室温加热到100℃，氢气将分解产生的硼氮化合物带至反应区开始进行六方氮化硼化学气相沉积。
(5)沉积温度为1030℃，时间为30min，之后停止对源区加热，并在1分钟内将源区温度冷却至室温。
(6)保持氢气流量不变，通入5sccm的甲烷10分钟，进行石墨烯的化学气相沉积。
(7)保持气氛不变，关闭管式炉电源，于20分钟内将反应区温度降至室温。
(8)随后将制备出的异质结样品转移到SiO2/Si衬底上，并进行光电子能谱(图6)测量，通过XPS峰位进一步确定成功制备出异质结。
(9)如本实施例所述，在沉积石墨烯时，通过改变甲烷流量，可在氮化硼上制备出单层(5sccm甲烷)、双层(3sccm甲烷)和三层(1sccm甲烷)石墨烯(图7)。
实施例3、利用铜片与泡沫铜分别作为额外金属催化材料的对比实验
(1)按前实施例处理铜片(厚度为50μm，大小为2cm*2cm)、泡沫铜(具体规格，厚度为3mm，孔径为0.1mm，每英寸孔数为100，大小为2cm*2cm)和两片铜箔(厚度25μm，大小为3cm*4cm)；
(2)将两片铜箔包成盒子状，将处理好的泡沫铜及铜片包入铜(衬底)盒子一端，然后用天平称量氨硼烷20mg作为生长原料，并放入石英舟内。将盛有原材料的石英舟与铜盒子一起放入管式炉，其中铜盒子位于高温区的中间位置(反应区)，且将包入泡沫铜和铜片的的一段置于气流上游处，另外为保持生长条件一致，两个铜盒子并列放置(如图8a)，石英舟放在源区位置，封闭***。
(3)在管式炉***内通入8sccm的氢气，并在30分钟内由室温(15-25℃)升温至1030℃，并在同样气体氛围内，保持1030℃，对生长衬底退火30分钟，以便增大铜箔的晶粒尺寸，有助于异质结的生长。
(4)退火完成后，反应区的温度继续保持在1030℃，保持氢气流量不变的情况下，对同时将源区温度由室温加热到75℃，氢气将分解产生的硼氮化合物带至反应区开始进行六方氮化硼化学气相沉积。
(5)沉积温度为1030℃，时间为30min，之后停止对源区加热，并在1分钟内将源区温度冷却至室温。
(6)保持气氛不变，通入1sccm的甲烷，开始进行石墨烯化学气相沉积，沉积温度为1030℃，时间为20min。沉积完成后，保持气氛不变的条件下，将反应区温度在20分钟内降至室温。
(7)将制备好的两个铜箔衬底用SEM观察其表面形貌，结果如图8b-c所示，由SEM照片可见，铜片作为额外催化物，由于其既不具备较高的硼氮溶解度也不具备较大的比表面积，其表面与生长用的铜箔衬底一样因覆盖满单层六方氮化硼薄膜失去催化活性，因此只在铜箔表面得到单层六方氮化硼(图8b)，而泡沫铜具有较大的比表面积，因此可继续催化甲烷裂解，可在铜衬底表面有效制备出石墨烯与氮化硼的异质结(图8c)。

Claims (10)

1.一种制备石墨烯与六方氮化硼异质结的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：在金属薄膜衬底催化下通过化学气相沉积法在金属薄膜衬底表面制备六方氮化硼，在气流上游处放置的另一金属材料的远程催化下通过化学气相沉积法在制备出的六方氮化硼表面形成石墨烯，从而实现石墨烯与六方氮化硼异质结的原位制备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法包括如下操作：
在金属薄膜衬底I附近且在气流上游处放置另一金属材料II，将含硼氮的化合物作为硼氮源引入到反应腔内，在所述金属薄膜衬底I表面通过化学气相沉积反应制备出六方氮化硼，停止引入硼氮源，引入含碳的化合物作为碳源，使得碳源在所述另一金属材料II的远程催化下产生碳原子，通过化学气相沉积反应在已制备好的六方氮化硼表面形成石墨烯，从而实现石墨烯与六方氮化硼异质结的原位制备。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述金属薄膜衬底采用的材料为过渡金属或铝、镁；
所述过渡金属选自铜、镍、钴、铁、铂、金、铬、锰、钼、钌、钽、钛、铑和钨中的一种或任意两种以上的组合。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述另一金属材料II为与所述金属薄膜衬底I材料相比具有较高硼氮溶解度或具有较高比表面积的金属材料，具体为铝、镁、镍、铜、钴、铁、铂、金、铬、锰、钼、钌、钛、铑、钨、和钽中的至少一种，或任意两种以上的组合，包含其合金组合。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述金属薄膜衬底I采用的材料为铜，所述另一金属材料II为铝、镁、镍、铜、铁、钴、铂、铬、锰、钛、铑、钨和钽的一种或任意两种以上的组合。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述作为硼氮源的含硼氮的化合物为环硼氮烷、乙硼烷和氨气的混合物或卤化硼和氨气的混合物；
其中，所述卤化硼为氯化硼、氟化硼或溴化硼中的至少一种；
所述作为碳源的含碳的化合物包括烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃中的至少一种。
其中，所述烷烃包括甲烷、乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种；
所述烯烃包括乙烯、丙烯和丁烯中的至少一种；
所述炔烃为乙炔和/或丙炔；
所述芳香烃为萘和/或六苯并苯。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法中，采用载气将气态的硼氮源、碳源引入到反应腔内，所述载气为氢气、氩气或氮气；
所述载气的流速为1sccm～1000sccm。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法还包括在进行所述化学气相沉积反应之后将反应体系的温度降至室温的步骤；
由所述化学气相沉积反应的温度降温至室温的时间为5min～60min；
所述方法还包括在进行首次化学气相沉积反应之前将所述金属薄膜衬底和金属材料进行退火的步骤；
所述退火的温度为800℃～1500℃；
所述退火的时间为5min～75min；
由室温升至所述退火温度的时间为10～60min。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法中，进行所述化学气相沉积反应时，体系压强为10Pa～105Pa；
所述化学气相沉积反应的温度为800℃～1100℃；
所述化学气相沉积反应的时间为1min～200min。
10.由权利要求1-9中任一项所述方法制备得到的石墨烯与六方氮化硼异质结。
CN201811358576.XA 2018-11-15 2018-11-15 一种大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的制备方法 Pending CN109402605A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811358576.XA CN109402605A (zh) 2018-11-15 2018-11-15 一种大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811358576.XA CN109402605A (zh) 2018-11-15 2018-11-15 一种大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109402605A true CN109402605A (zh) 2019-03-01

Family

ID=65473388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811358576.XA Pending CN109402605A (zh) 2018-11-15 2018-11-15 一种大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109402605A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113013020A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 中国人民大学 一种基于厚度刻蚀的大面积超薄二维氮化物的生长方法
CN113053732A (zh) * 2021-03-15 2021-06-29 吉林大学 一种以金刚石为衬底生长的高质量六方氮化硼薄膜及其制备方法
CN113380603A (zh) * 2021-05-18 2021-09-10 厦门大学 高硼组分二维iii族多元氮化物混合晶体及其制备方法
CN115613162A (zh) * 2021-07-15 2023-01-17 北京石墨烯研究院 复合纤维及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102392226A (zh) * 2011-11-28 2012-03-28 无锡第六元素高科技发展有限公司 一种石墨烯/氮化硼异质薄膜的制备方法
WO2017064113A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 Basf Se Metal free graphene synthesis on insulating or semiconducting substrates
CN107244666A (zh) * 2017-05-31 2017-10-13 山东大学 一种以六方氮化硼为点籽晶生长大晶畴石墨烯的方法
CN107815664A (zh) * 2017-10-24 2018-03-20 中国科学技术大学 化学气相沉积设备、方法及用途
CN207418858U (zh) * 2017-10-24 2018-05-29 中国科学技术大学 化学气相沉积设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102392226A (zh) * 2011-11-28 2012-03-28 无锡第六元素高科技发展有限公司 一种石墨烯/氮化硼异质薄膜的制备方法
WO2017064113A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 Basf Se Metal free graphene synthesis on insulating or semiconducting substrates
CN107244666A (zh) * 2017-05-31 2017-10-13 山东大学 一种以六方氮化硼为点籽晶生长大晶畴石墨烯的方法
CN107815664A (zh) * 2017-10-24 2018-03-20 中国科学技术大学 化学气相沉积设备、方法及用途
CN207418858U (zh) * 2017-10-24 2018-05-29 中国科学技术大学 化学气相沉积设备

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113013020A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 中国人民大学 一种基于厚度刻蚀的大面积超薄二维氮化物的生长方法
CN113013020B (zh) * 2021-02-23 2023-06-27 中国人民大学 一种基于厚度刻蚀的大面积超薄二维氮化物的生长方法
CN113053732A (zh) * 2021-03-15 2021-06-29 吉林大学 一种以金刚石为衬底生长的高质量六方氮化硼薄膜及其制备方法
CN113380603A (zh) * 2021-05-18 2021-09-10 厦门大学 高硼组分二维iii族多元氮化物混合晶体及其制备方法
CN115613162A (zh) * 2021-07-15 2023-01-17 北京石墨烯研究院 复合纤维及其制备方法
CN115613162B (zh) * 2021-07-15 2024-02-09 北京石墨烯研究院 复合纤维及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11407637B2 (en) Direct graphene growing method
Yu et al. Synthesis of high quality two-dimensional materials via chemical vapor deposition
CN109402605A (zh) 一种大面积层数可控的石墨烯与六方氮化硼异质结的制备方法
Sun et al. Recent progress in the tailored growth of two-dimensional hexagonal boron nitride via chemical vapour deposition
CN101285175B (zh) 化学气相沉积法制备石墨烯的方法
CN101289181B (zh) 掺杂石墨烯及其制备方法
US9355842B2 (en) Direct and sequential formation of monolayers of boron nitride and graphene on substrates
US20210221014A1 (en) Coated razor blades comprising graphene
Lin et al. Phase and facet control of molybdenum carbide nanosheet observed by in situ TEM
Song et al. Van der Waals epitaxy and characterization of hexagonal boron nitride nanosheets on graphene
Yang et al. Scalable synthesis of multilayer h-BN on AlN by metalorganic vapor phase epitaxy: nucleation and growth mechanism
WO2012057229A1 (ja) カーボンナノチューブの製造方法
WO2010122928A1 (ja) グラフェン膜の作製方法
EP2716600A1 (en) Apparatus and method for producing oriented carbon nanotube aggregate
Soomro et al. Controllable Growth of Hexagonal BN Monolayer Sheets on Cu Foil by LPCVD
CN107973280A (zh) 一种多层六方氮化硼的制备方法
Li et al. Oxygen-suppressed selective growth of monolayer hexagonal boron nitride on copper twin crystals
Piazza et al. Carbon nanotubes coated with diamond nanocrystals and silicon carbide by hot-filament chemical vapor deposition below 200 C substrate temperature
EP1771597A2 (en) Synthesis of a self assembled hybrid of ultrananocrystalline diamond and carbon nanotubes
KR102274206B1 (ko) 이중층 그래핀의 제조 방법
JP6476759B2 (ja) カーボンナノチューブ配向集合体の製造方法
JP5196417B2 (ja) カーボンナノコイル製造用触媒およびカーボンナノコイルの製造方法
Seinberg et al. CaH 2-assisted low temperature synthesis of metallic magnetic nanoparticle-loaded multiwalled carbon nanotubes
CN107673333A (zh) 一种多层石墨烯的制备方法
Zhang et al. Epitaxial synthesis of graphene on 4H-SiC by microwave plasma chemical vapor deposition

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190301

RJ01 Rejection of invention patent application after publication