CN104568554A - 一种观测金属基底表面石墨烯形核及生长情况的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种观测金属基底表面石墨烯形核及生长情况的方法，所述的方法包括如下步骤：1）配制质量浓度为10%-40%的双氧水溶液；2）将生长完石墨烯的金属基底浸泡在双氧水溶液中1-5分钟；3）取出金属基底，并在常温下静置干燥，然后光学显微镜下观察石墨烯形核及生长情况，所述的金属基底为铜箔或镍箔。本发明具有如下有益效果：相比较于其他观测铜箔表面石墨烯形核及生长情况的方法，本方法效率很高（只需要数分钟处理时间），操作极其简便（只需要配置一定浓度的双氧水溶液，配合显微镜即可实现观测），且效果非常明显（石墨烯保护和非保护区域的铜箔颜色差别非常大）。
Description
技术领域
本发明涉及一种观测金属基底表面石墨烯形核及生长情况的方法，属于材料技术领域。
背景技术
石墨烯具有优异光学、电学、热学及机械性能，已经引起了科学及工业界的广泛关注。目前化学气相沉积(CVD)法是最有望实现石墨烯工业化生产的方法。其反应原理是：铜催化使碳源气体分解，碳原子在铜箔表面形成若干个形核中心，最终晶粒长大连结成膜。观察石墨烯在铜箔表面的形核和生长情况，对于获得高质量、大尺寸单晶的石墨烯薄膜至关重要。
目前观察石墨烯形核及生长情况的方法包括直接在扫描电镜下观察、空气中加热氧化以及在潮湿的空气中氧化等方法。使用扫描电镜观察的方法操作比较繁琐且效率不高；采用空气中加热或者潮湿空气氧化的方法都需要严格控制合适的实验条件，比如加热温度、空气的湿度、处理时间等，且实验周期较长。
发明内容
技术问题：为解决现有观察手段操作繁琐，效率较低等问题，本发明提供一种通过双氧水处理观察铜箔表面石墨烯形核及生长情况的方法。
技术方案：
本发明的观测金属基底表面石墨烯形核及生长情况的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
1）配制质量浓度为10%-40%的双氧水溶液；
2）将生长完石墨烯的金属基底浸泡在双氧水溶液中1-5分钟，待铜箔表面被氧化；
3）取出金属基底，并在常温下静置干燥，然后在光学显微镜下观察石墨烯形核及生长情况。
所述的金属基底为铜箔或镍箔。
所述的石墨烯层数包含单层至多层。
所述的双氧水溶液质量浓度为30%。
本发明的观测金属基底表面石墨烯形核及生长情况的方法的原理如下：双氧水具有强氧化性，可氧化铜箔等金属使其变色。而石墨烯则不会与双氧水反应。 未被石墨烯覆盖或者石墨烯晶界处的铜箔会被氧化而变色，而被石墨烯覆盖保护的铜箔则不变色。通过铜箔表面石墨烯覆盖区和暴露区之间的颜色对比，可以观察石墨烯在铜箔表面的形核及生长情况，如形核密度，晶粒大小及形状等。
有益效果：相比较于其他观测铜箔表面石墨烯形核及生长情况的方法，本方法效率很高（只需要数分钟处理时间），操作极其简便（只需要配置一定浓度的双氧水溶液，配合显微镜即可实现观测），且效果非常明显（石墨烯保护和非保护区域的铜箔颜色差别非常大）。
附图说明
图1是采用双氧水处理后，铜箔（含部分生长的单层石墨烯晶粒）表面的500倍光学显微镜图片。其中，白色区域为单层石墨烯形核区域，暗黄色区域为无石墨烯保护而被双氧水氧化的铜箔。
具体实施方式
实施例1
本发明所设计的通过双氧水处理铜箔观察石墨烯形核及生长情况的方法，包括如下步骤：
1）配制质量浓度为30%的双氧水溶液。
2）将生长完石墨烯后的铜箔放入到双氧水溶液中，静置2分钟。
3）取出铜箔，并在常温下静置干燥。
4）在光学显微镜下观察石墨烯在铜箔表面的生长及形核情况。
如图1所示，采用双氧水处理后，可以看出铜箔（含部分生长的单层石墨烯晶粒）表面有两种区域，白色区域为单层石墨烯形核区域，暗黄色区域为无石墨烯保护而被双氧水氧化的铜箔。 石墨烯保护和非保护区域的铜箔颜色差别非常大。
Claims (5)
1.一种观测金属基底表面石墨烯形核及生长情况的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
1）配制质量浓度为10%-40%的双氧水溶液；
2）将生长完石墨烯的金属基底浸泡在双氧水溶液中1-5分钟，待铜箔表面被氧化；
3）取出金属基底，并在常温下静置干燥，然后在光学显微镜下观察石墨烯形核及生长情况。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的金属基底为铜箔或镍箔。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的石墨烯层数包含单层至多层。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的双氧水溶液质量浓度为30%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的浸泡时间为2分钟。
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