CN105274382A - 二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔和二维六角形晶格化合物的制造方法 - Google Patents

二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔和二维六角形晶格化合物的制造方法 Download PDF

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Abstract

[课题]提供可低成本且高品质地生产石墨烯等的二维六角形晶格化合物的轧制铜箔以及使用其的二维六角形晶格化合物的制造方法。[解决方案]二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔，其中，含有P：0.01～0.21wt%、Fe：0.006wt%以下，余部包含Cu和不可避免的杂质，在1000℃加热30分钟后、轧制面的由X射线衍射求得的111衍射强度（I），与微粉铜的由X射线衍射求得的111衍射强度（I0）之比为2.0≤（I/I0）。

Description

二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔和二维六角形晶格化合物的制造方法
技术领域
本发明涉及用于制造石墨烯（グラフェン）、氮化硼等的二维六角形晶格化合物的铜箔、和二维六角形晶格化合物的制造方法。
背景技术
石墨具有平坦排列的碳6元环的层几层重叠的层状结构，其单原子层～数原子层左右的物质称为石墨烯或石墨烯片。石墨烯片具有独特的电特性、光学特性和机械特性，特别是载流子迁移速度为高速。因此，石墨烯片例如在燃料电池用隔板、透明电极、显示元件的导电性薄膜、无水银荧光灯、复合材料、药物传递系统（DDS）的载体等、产业界中的广泛应用被期待。
作为制造石墨烯片的方法，已知将石墨用胶带剥下的方法，但存在所得的石墨烯片的层数不一定，难以得到大面积的石墨烯片，也不适于大量生产的问题。
因此，开发了在片状的单晶石墨化金属催化剂上使碳系物质接触后，进行热处理，由此使石墨烯片生长的技术（化学气相沉积(CVD)法）（专利文献1）。作为该单晶石墨化金属催化剂，记载了Ni、Cu、W等的金属基板。
同样地，报道了利用化学气相沉积法在形成于Ni、Cu的金属箔、Si基板上的铜层上将石墨烯成膜的技术。应予说明，石墨烯的成膜在1000℃左右进行（非专利文献1）。
可是，将铜箔加热至石墨烯成膜条件（1000℃左右）时，石墨烯在再结晶了的表面生长。此时，已知铜箔的（111）面的原子排列与相当于石墨烯的碳键的sp2键合的碳原子的排列的不匹配小，使铜箔的结晶方位在（111）面高取向时，可以期待在石墨烯的合成中有利地作用。然而，一般的轧制铜箔的结晶方位由于在随机方位或（001）方位（Cube方位）高取向，因此在石墨烯成膜时铜箔晶体的晶格常数、与石墨烯的晶格常数大为不同，有不一致（）的石墨烯膜被合成，产生缺陷的担心。
其中，铜箔的（001）方位的晶格常数为0.361nm，铜箔的（111）方位的晶格常数为0.255nm。相对于此，石墨烯的晶格常数为0.142nm，但成为六角形的石墨烯区域中形成的三角形的边长为0.246nm，由于与铜箔的（111）方位的晶格常数近似，因此取得一致性的石墨烯被成膜。即，通过增多（111）方位的比例，可抑制石墨烯的缺陷，提高制造合格率。另外，氮化硼的晶格常数为6.66nm，对于在铜箔的（111）面成膜的氮化硼，一致性也高。
因此，本申请的申请人开发了通过在铜箔表面形成Cu镀敷层或Cu溅射层，而使表面的（111）面的比例为60%以上的铜箔（专利文献2）。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]　日本特开2009-143799号公报
[专利文献2]　日本特开2013-107036号公报
[非专利文献]
[非专利文献1]　SCIENCEVol.324(2009)P1312-1314。
发明内容
但是，如专利文献1那样制造单晶的金属基板不是容易的，成本极高，另外，存在难以得到大面积的基板，进而难以得到大面积的石墨烯片的问题。另一方面，在非专利文献1中，记载了使用Cu作为基板，但在Cu箔上，短时间内石墨烯不在面方向上生长，将在Si基板上形成的Cu层用退火作为粗大粒子而形成基板。该情况下，石墨烯的大小被Si基板尺寸所制约，制造成本也高。
其中，铜作为石墨烯生长的催化剂优异的原因是由于铜几乎不固溶碳。铜作为催化剂作用、利用烃气体的热分解产生的碳原子在铜表面形成石墨烯。进而，被石墨烯覆盖的部分的铜失去催化剂作用，因此在该部分，烃气体不进而热分解，石墨烯难以形成多层，可得到石墨烯的单层。因此，铜的单晶在这一点上作为石墨烯制造用基板是优异的，但由于价格昂贵、尺寸受到限定，因此不适于将大面积的石墨烯成膜。
另外，对于专利文献2记载的技术的情况，在需要形成Cu镀敷层或Cu溅射层的工序方面，有生产率提高的余地。
即，本发明的目的是提供可低成本且高品质地生产石墨烯、氮化硼等的二维六角形晶格化合物的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔，以及使用其的二维六角形晶格化合物的制造方法。
即，本发明的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔含有P：0.01～0.21wt%、Fe：0.006wt%以下，余部含有Cu和不可避免的杂质，在1000℃加热30分钟后、轧制面的由X射线衍射求得的111衍射强度（I），与微粉铜的由X射线衍射求得的111衍射强度（I0）之比为2.0≤（I/I0）。
优选在所述1000℃加热30分钟后，利用JISH0501的切断法测定的平均晶体粒径为1000μm以上。
优选观察面积为0.003mm2的截面时，存在1～60个圆换算直径（）为0.1μm以上的夹杂物。
优选厚度为5～50μm。
所述二维六角形晶格化合物优选为石墨烯或氮化硼。
优选进而含有总计为0.01wt%以下的选自Ni、Sn、Mg、Ti和Zr中的1种以上的元素。
优选本发明的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔通过将锭块热轧后，反复进行1次以上的退火和冷轧，进而进行再结晶退火后，进行最终冷轧而制造，
所述最终冷轧的加工度η为1.0≤η≤4.5。
本发明的二维六角形晶格化合物的制造方法是使用了上述二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔的二维六角形晶格化合物的制造方法，其中，具有
在规定的室内，配置加热了的所述二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔的同时，供给所述二维六角形晶格化合物的原料气体，在所述二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔的表面形成所述二维六角形晶格化合物的二维六角形晶格化合物形成工序，和一边在所述二维六角形晶格化合物的表面层叠转印片，将所述二维六角形晶格化合物转印至所述转印片上，一边将所述二维六角形晶格化合物制造用铜箔进行蚀刻除去的二维六角形晶格化合物转印工序。
根据本发明，能够得到可低成本且高品质地生产石墨烯、氮化硼等的二维六角形晶格化合物的轧制铜箔。
附图的简单说明
[图1]　表示本发明的实施方式的石墨烯的制造方法的工序图。
[图2]　表示将实施例6的铜箔在1000℃加热30分钟后、轧制面的EBSD图像的图。
[图3]　表示将比较例4的铜箔在1000℃加热30分钟后、轧制面的EBSD图像的图。
具体实施方式
以下，对于本发明实施方式的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔和二维六角形晶格化合物的制造方法进行说明。应予说明，在本发明中，%只要没有特别说明，表示质量%。另外，本发明实施方式的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔不在轧制后的铜箔表面形成Cu镀敷层、Cu溅射层等的被膜，而是保持轧制（其中，可进行轧制后的热处理）的状态的物质。
另外，在以下的说明中，以作为二维六角形晶格化合物的一个例子的石墨烯为对象，但本发明适用的二维六角形晶格化合物不限于石墨烯，可以列举例如氮化硼、二硫化钼。二维六角形晶格化合物是指原子为六角形晶格状的结合的晶体结构以1原子层的厚度二维地扩展的结构。
本发明人发现通过作为轧制铜箔的组成，规定P和Fe的含量，从而可以使接近于石墨烯等的晶格常数的（111）方位的比例变多，能够抑制在冷却时由铜箔结晶和石墨烯等的各晶格常数的不一致导致的石墨烯等的缺陷。
即，本发明实施方式的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔包含P：0.01～0.21wt%、Fe：0.006wt%以下，余部包含Cu和不可避免的杂质，在1000℃加热30分钟后、轧制面的由X射线衍射求得的111衍射强度（I）与微粉铜的由X射线衍射求得的111衍射强度（I0）之比是2.0≤（I/I0）。
＜铜箔的组成＞
轧制铜箔的P的含量小于0.01wt%时，不能使（111）方位的比例增多，（I/I0）小于2.0。另一方面，轧制铜箔的P的含量超过0.21wt%时，与Fe一起形成FeP化合物，进行偏析，铜箔的制造变得困难。
轧制铜箔的Fe的含量超过0.006wt%时，与Fe一起形成FeP化合物，进行偏析，铜箔的制造变得困难。轧制铜箔的Fe的含量越少越好，但从与制造成本的关系考虑，例如可以使Fe的含量的下限为0.002wt%左右。
对于本发明的轧制铜箔，也可以进而含有总计为0.01wt%以下的选自Ni、Sn、Mg、Ti和Zr中的1种以上的元素。含有上述元素时，轧制铜箔的强度提高，具有适度的伸长率，同时可以增大晶体粒径。上述元素的含有比例超过0.01wt%时，强度进而提高，但是伸长率降低，有加工性恶化的同时、晶体粒径的生长被抑制的情况。
应予说明，上述元素的含有比例的下限没有特别限制，例如可以使0.005质量%为下限。上述元素的含有比例小于0.005质量%时，由于含有比例小，有难以控制其含有比例的情况。
本发明的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔例如可以通过使纯铜、JIS-H3100中的规格的韧铜（TPC）、或JIS-H3100中的规格的无氧铜（OFC）中含有上述含有比例的P来制造。
＜（I/I0）＞
通过使轧制铜箔的（I/I0）为2.0以上，可以使接近于石墨烯、氮化硼的晶格常数的（111）方位的比例增多，能够抑制在冷却时由铜箔晶体与石墨烯的各晶格常数的不一致导致的石墨烯的缺陷。特别地，适于用于制造在显示器等中使用的大面积的石墨烯的轧制铜箔。
对于（I/I0）＜2.0的情况，（111）方位的比例变少，铜箔的晶格常数、与石墨烯、氮化硼的晶格常数变得不一致，显著产生石墨烯的缺陷。
（I/I0）的上限没有特别限制，但实用上为65左右。
规定在1000℃加热30分钟后的111衍射强度（I）的原因是模仿使石墨烯等在铜箔上生长时的温度条件，加热氛围优选为大气。另外，测定铜箔的111衍射强度（I0）时，在上述条件下加热后，放冷至常温（25℃）后进行测定。另一方面，微粉铜的111衍射强度（I0）不加热而在常温（25℃）下测定。
应予说明，进行在1000℃、30分钟的加热之前，轧制铜箔的（I/I0）小于2.0，通过上述加热，再结晶，（111）方位发达（発達）。另外，此时的I和I0为积分强度，使用XRD测定装置（RINT2000）的基本数据处理软件处理背景。背景的除去方法使用软件的“与两端相接的直线”法，以从峰算起±2.5度进行测定。
＜平均晶体粒径＞
将本发明的轧制铜箔在1000℃加热30分钟后，利用JIS-H0501的切断法测定的平均晶体粒径优选为1000μm以上。如果在轧制铜箔中含有P，则在加热至石墨烯等的成膜条件（1000℃左右）时，再结晶，（111）方位发达，但存在（111）方位的晶粒具有1000μm以上的平均粒径的倾向。因此，如果轧制铜箔的平均晶体粒径为1000μm以上，则可以说（111）方位充分发达，（I/I0）为2.0以上。
应予说明，在1000℃加热30分钟后的平均晶体粒径，是指对于没有在1000℃进行30分钟加热的试样，首次进行加热的意思，不是对于在1000℃加热30分钟后，测定了111衍射强度（I）的试样、进而在1000℃加热30分钟的意思。
另外，在1000℃进行30分钟的加热之前，轧制铜箔的平均晶体粒径小于1000μm，利用上述加热而再结晶，晶体生长。
平均晶体粒径的上限没有特别限制，例如为3000μm左右。
＜夹杂物＞
观察轧制铜箔的面积为0.003mm2的截面时，优选存在1～60个圆换算直径为0.1μm以上的夹杂物。认为圆换算直径为0.1μm以上的夹杂物含有P。推定在石墨烯等的成膜温度下、轧制铜箔再结晶时，含有P的夹杂物起到用于在（111）方位取向的钉住效果（ピン止め効果）的作用。夹杂物的个数越多，越更易于在（111）方位取向。
但是，如果上述夹杂物的个数超过60个，则在热轧时等产生起因于夹杂物的裂纹、孔等的缺陷，铜箔的制造变得困难。上述夹杂物的个数小于1个时，不产生钉住效果，轧制铜箔在（111）方位几乎不取向。
轧制铜箔的截面使用FIB（聚焦离子束加工观察装置）-SEM（扫描电子显微镜），利用FIB进行加工。用SEM观察利用FIB加工的特定的截面，测定夹杂物的个数。
圆换算直径为0.1μm以上的夹杂物的个数使用图像解析软件进行计数。
＜厚度＞
应予说明，对于本发明的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔，板厚没有特别限制，但一般为5～50μm。进而，为了确保操作性、同时容易地进行下述铜箔的蚀刻除去，优选使板厚为12～50μm。板厚小于12μm时，变得易于断裂，操作性差，厚度超过50μm时，有蚀刻除去变得困难的情况。
＜轧制铜箔的制造＞
本发明的实施方式的轧制铜箔可以例如如以下这样制造。首先，制造规定的组成的铜锭，进行热轧后，将退火和冷轧反复1次以上，得到轧制板。将该轧制板退火，使其再结晶，使压下率为80～99.9%（优选85～99.9%、进而优选90～99.9%）进行最终冷轧，直至规定的厚度，得到铜箔。
其中，最终冷轧的加工度η为1.0≤η＜4.5时，可以稳定地制造2.0≤（I/I0）的轧制铜箔。一般地，使纯铜在强加工后进行再结晶时，有001方位发达的倾向，因此认为通过使加工度η小于4.5，可抑制001方位的发达，在111方位取向。因此，加工度超过4.5时，2.0＞（I/I0）。
另一方面，加工度η小于1.0时，加工度过于变小，成为再结晶的驱动力的变形不足，因此产生未再结晶粒子，在111方位不能充分取向，2.0＞（I/I0）。
应予说明，加工度η用η＝ln（A0/A1）表示，A0为最终冷轧前（即，再结晶退火后）的截面积，A1为最终冷轧后的截面积。
＜二维六角形晶格化合物的制造方法＞
接着，参考图1，对于本发明的实施方式的石墨烯的制造方法进行说明。
首先，在室（真空室等）100内，配置上述本发明的石墨烯制造用铜箔10，用加热器104加热石墨烯制造用铜箔10的同时，将室100内进行减压或抽真空。将含碳气体G与氢气一起从气体导入口102向室100内供给（图1（a））。含碳气体G为原料气体，氢气是为了使含碳气体G分解所需要的。作为含碳气体G，可以列举二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔、醇（）等，但不限于这些，其中，可以为1种或2种以上的混合气体。另外，石墨烯制造用铜箔10的加热温度只要为含碳气体G的分解温度以上即可，例如可以为1000℃以上。另外，可在室100内将含碳气体G加热至分解温度以上，使分解气体与石墨烯制造用铜箔10接触。分解气体（碳气体）与石墨烯制造用铜箔10的表面接触，在石墨烯制造用铜箔10的表面形成石墨烯20（图1（b））。
将石墨烯制造用铜箔10冷却至常温，在石墨烯20的表面层叠转印片30，将石墨烯20转印至转印片30上。接着，将该层叠体通过导辊120连续地在蚀刻槽110中浸渍，将石墨烯制造用铜箔10进行蚀刻除去（图1（c））。这样，可以制造在规定的转印片30上层叠了的石墨烯20。
进而，将除去了石墨烯制造用铜箔10的层叠体提起，在石墨烯20的表面层叠基板40，一边将石墨烯20转印至基板40上、一边剥去转印片30时，可以制造层叠于基板40上的石墨烯20。
作为转印片30，可以使用各种树脂片（聚乙烯、聚氨酯等的聚合物片）。作为将石墨烯制造用铜箔10进行蚀刻除去的蚀刻液，可以使用例如硫酸溶液、过硫酸钠溶液、过氧化氢、和过硫酸钠溶液或在过氧化氢中加入了硫酸的溶液。另外，作为基板40，可以使用例如Si、SiC、Ni或Ni合金。
应予说明，代替石墨烯而制造氮化硼时，作为原料气体，可以使用例如环硼氮烷（B3N3H6）。对于氮化硼的情况，也需要将原料气体与氢气一起供给。
另外，在制造二硫化钼时，作为原料气体，使用例如（NH4）2MoS2。对于二硫化钼的情况，需要将原料气体与氢气和氮气一起供给。
实施例
＜试样的制作＞
制造表1所示组成的铜锭，在850～950℃进行热轧后，用300～800℃的连续退火线（）将退火和冷轧反复1次，得到1～4mm厚的轧制板。将该轧制板用400～900℃的连续退火线进行退火，使其再结晶后，以表1的加工度η进行最终冷轧，直至形成表1的厚度，得到各实施例和比较例的铜箔。此时，作为微量成分，Ni为0.0002wt%、Sn为0.0002wt%、Mg为0.0001wt%、Ti为0.0001wt%和Zr为0.0001wt%，与其它的微量成分的总计为0.01wt%以下。对于所得的铜箔，进行以下的评价。
（I/I0）
将所得的铜箔在氩氛围中、1000℃加热30分钟后，冷却至室温，求出轧制面的由X射线衍射求得的111衍射强度（（111）面强度的积分值）（I）。用该值除以预先在25℃测定的微粉铜（纯度99.5%，将325筛目（mesh）的粉末3g压焊为直径20mm，厚度1.35mm，在氢气流中、300℃加热1小时后使用）的111衍射强度（I0），计算（I/I0）值。另外，X射线衍射的测定条件使用Cu管球，在电压25kV、电流20mA下测定。
（平均晶体粒径）
将所得的铜箔在氩氛围中、1000℃加热30分钟后，冷却至室温，对于轧制面，使用附属于EBSD（电子背散射衍射装置，日本电子株式会社JXA8500F，加速电压20kV，电流2e-8A，测定范围1700μm×2690μm，步长10μm）的SEM装置获得SEM图像，对于该SEM图像，根据JIS-H0501的切断法进行测定。
其中，平均晶体粒径超过1000μm的情况全部设为1000μm以上。
（夹杂物）
将所得的铜箔在氩氛围中、1000℃加热30分钟后，冷却至室温。对于该铜箔，使用FIB（聚焦离子束加工观察装置）-SEM（扫描电子显微镜），利用FIB加工截面，用SEM观察该面积为0.003mm2的截面，测定夹杂物的个数。圆换算直径为0.1μm以上的夹杂物的个数使用图像解析软件（株式会社日本ローパー制的二维图像解析软件，产品名：Image-ProPLUS）进行计数。
应予说明，夹杂物的测定面积作为轧制铜箔的截面的宽度方向0.1mm×厚度方向0.03mm＝面积0.003mm2、以面积恒定来测定。另外，对于厚度比0.03mm薄的情况，使宽度方向的长度比0.1mm长而使面积为恒定这样来调整。
＜抗拉强度（TS）、伸长率（EL）＞
拉伸试验以轨距长度（ゲージ長さ）为50mm、拉伸速度为5mm/min的条件进行，采用N＝5的平均值作为抗拉强度和伸长率（断裂时的总伸长率）的值。利用拉伸试验机，按照JIS-Z2241，沿与铜箔的轧制方向平行的方向进行拉伸试验。
＜石墨烯的制造＞
将各实施例和比较例的石墨烯制造用铜箔（纵横100×100mm）设置在真空室中，加热至1000℃。在真空（压力：0.2Torr）下向该真空室中供给氢气和甲烷气体（供给气体流量：10～100cc/min），用30分钟将铜箔升温至1000℃后，保持30分钟，使石墨烯在铜箔表面生长。
将PET膜贴在石墨烯在表面生长了的铜箔的石墨烯侧，将铜箔用酸蚀刻除去后，用四探针法测定石墨烯的薄层电阻（シート抵抗）。
石墨烯的薄层电阻如果为400Ω/sq以下，则实用上没有问题。
所得的结果示于表1。应予说明，表中的TPC表示JIS-H3100中的规格的韧铜，OFC表示JIS-H3100中的规格的无氧铜。
[表1]
由表1可明确得知，对于P：0.01～0.21wt%、Fe：0.006wt%以下的各实施例的情况，2.0≤（I/I0），石墨烯的薄层电阻为400Ω/sq以下。
另一方面，对于P小于0.01wt%的比较例1～4的情况，2.0＞（I/I0），石墨烯的薄层电阻超过400Ω/sq，石墨烯的品质差。应予说明，比较例3，4是P和Fe分别为0.001wt%以下的组成。
对于P超过2.1wt%、Fe超过0.006wt%的比较例5的情况，锭块发生偏析，不能制造铜箔。
对于最终冷轧的加工度η超过4.5的比较例6的情况，2.0＞（I/I0），石墨烯的薄层电阻超过400Ω/sq，石墨烯的品质差。
应予说明，对于各实施例的情况，抗拉强度(TS)为480N/mm2以上，但对于比较例1～4的情况，抗拉强度降低至小于480N/mm2。
应予说明，图2表示将实施例6的铜箔在1000℃加热30分钟后，轧制面的EBSD图像。图2（a）为利用附属于EBSD装置的SEM得到的SEM图像，图2（b）为EBSD图像。图2（b）的暗部B表示（111）方位，亮部A表示（101）方位。对于实施例6的情况，可知（111）方位占据大部分。
另一方面，图3表示将比较例4的铜箔在1000℃加热30分钟后，轧制面的EBSD图像。图3（a）为SEM图像，图3（b）为EBSD图像。图3（b）的中间部C表示（101）方位。另外，A表示（001）方位，B表示（111）方位。由图3（b）可知，对于比较例4的情况，（001）方位和（101）方位占据大部分。
应予说明，作为EBSD（电子背散射衍射装置），使用日本电子株式会社制的JXA8500F，在加速电压20kV、电流2×10-8A、测定范围1700μm×2690μm、步长10μm下进行测定。
[符号的说明]
10　　　　　　　　　　　　　二维六角形晶格化合物制造用铜箔
20　　　　　　　　　　　　　石墨烯
30　　　　　　　　　　　　　转印片

Claims (8)

1.二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔，其含有P：0.01～0.21wt%、Fe：0.006wt%以下，余部包含Cu和不可避免的杂质，
在1000℃加热30分钟后、轧制面的由X射线衍射求得的111衍射强度（I），与微粉铜的由X射线衍射求得的111衍射强度（I0）之比为2.0≤（I/I0）。
2.根据权利要求1所述的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔，其中，在所述1000℃加热30分钟后，利用JIS　H0501的切断法测定的平均晶体粒径为1000μm以上。
3.根据权利要求1或2所述的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔，其中，
观察面积为0.015mm2的截面时，存在1～60个圆换算直径为0.1μm以上的夹杂物。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔，其厚度为5～50μm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔，其中，所述二维六角形晶格化合物为石墨烯或氮化硼。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔，其中，进而含有总计为0.01wt%以下的选自Ni、Sn、Mg、Ti和Zr中的1种以上的元素。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔，其通过将锭块热轧后，反复进行1次以上的退火和冷轧，进而进行再结晶退火后，进行最终冷轧而制造，
所述最终冷轧的加工度η为1.0≤η≤4.5。
8.二维六角形晶格化合物的制造方法，其是使用了权利要求1～7中任一项所述的二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔的二维六角形晶格化合物的制造方法，其中，具有
在规定的室内，配置加热了的所述二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔的同时，供给所述二维六角形晶格化合物的原料气体，在所述二维六角形晶格化合物制造用轧制铜箔的表面形成所述二维六角形晶格化合物的二维六角形晶格化合物形成工序，和
一边在所述二维六角形晶格化合物的表面层叠转印片，将所述二维六角形晶格化合物转印至所述转印片上，一边将所述二维六角形晶格化合物制造用铜箔进行蚀刻除去的二维六角形晶格化合物转印工序。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105603518A (zh) * 2016-03-15 2016-05-25 北京大学 一种多晶铜箔转变为单晶Cu(100)的方法
CN105714382A (zh) * 2016-02-23 2016-06-29 北京大学 大尺寸Cu（100）单晶铜箔的制备方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5822669B2 (ja) 2011-02-18 2015-11-24 Jx日鉱日石金属株式会社 グラフェン製造用銅箔及びそれを用いたグラフェンの製造方法
JP5850720B2 (ja) 2011-06-02 2016-02-03 Jx日鉱日石金属株式会社 グラフェン製造用銅箔、及びグラフェンの製造方法
JP5721609B2 (ja) 2011-11-15 2015-05-20 Jx日鉱日石金属株式会社 グラフェン製造用銅箔、及びグラフェンの製造方法
KR101938874B1 (ko) * 2016-07-20 2019-01-15 주식회사 참트론 고품질 그래핀 합성을 위한 열처리 장비
ES2593709B1 (es) * 2016-07-27 2017-11-07 La Farga Lacambra, S.A.U. Procedimiento de obtención de láminas de cobre como sustrato para la producción de grafeno de alta calidad
US11127509B2 (en) * 2016-10-11 2021-09-21 Ultraconductive Copper Company Inc. Graphene-copper composite structure and manufacturing method
JP7033905B2 (ja) * 2017-02-07 2022-03-11 Ｊｘ金属株式会社 表面処理銅箔、キャリア付銅箔、積層体、プリント配線板の製造方法及び電子機器の製造方法
CN109201735B (zh) * 2018-11-15 2020-05-26 中南大学 一种高强度纯铜箔材深冷轧制制备方法
CN111349810B (zh) * 2018-12-24 2022-01-07 有研工程技术研究院有限公司 一种石墨烯/铜复合线材及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101522926A (zh) * 2006-10-02 2009-09-02 株式会社神户制钢所 电气电子部件用铜合金板
CN103562132A (zh) * 2011-06-02 2014-02-05 Jx日矿日石金属株式会社 石墨烯制造用铜箔以及石墨烯的制造方法

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE94811T1 (de) 1990-01-22 1993-10-15 Atd Corp Kissenartig geformtes gebilde mit waermeleitzonen und thermischen isolierzonen und verformbares laminat.
JP3481797B2 (ja) 1996-10-03 2003-12-22 片山特殊工業株式会社 電池電極用基板の製造方法および電池電極用基板
JP3859384B2 (ja) 1999-03-08 2006-12-20 日鉱金属株式会社 屈曲性に優れるフレキシブルプリント回路基板用圧延銅箔およびその製造方法
JP4056175B2 (ja) * 1999-05-13 2008-03-05 株式会社神戸製鋼所 プレス打抜き性が優れたリードフレーム、端子、コネクタ、スイッチ又はリレー用銅合金板
JP3521074B2 (ja) 2000-01-06 2004-04-19 三井金属鉱業株式会社 電解銅箔の物性検査方法
JP3552043B2 (ja) 2000-08-07 2004-08-11 古河電気工業株式会社 ベルト＆ホイール式連続鋳造圧延法による無酸素銅線材の製造方法および銅合金線材の製造方法
TWI298988B (en) 2002-07-19 2008-07-11 Ube Industries Copper-clad laminate
JP2004074214A (ja) 2002-08-16 2004-03-11 Nikko Metal Manufacturing Co Ltd ラミネート材とのピーリング強度を向上した金属圧延箔
CN1286716C (zh) 2003-03-19 2006-11-29 清华大学 一种生长碳纳米管的方法
CN100510131C (zh) * 2004-08-17 2009-07-08 株式会社神户制钢所 具有弯曲加工性的电气电子部件用铜合金板
JP4524471B2 (ja) * 2004-08-30 2010-08-18 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 銅合金箔およびその製造法
JP4401998B2 (ja) 2005-03-31 2010-01-20 日鉱金属株式会社 銅張積層基板用高光沢圧延銅箔及びその製造方法
CN101851769B (zh) 2005-03-31 2012-07-04 三井金属矿业株式会社 电解铜箔及其制造方法、表面处理电解铜箔、覆铜层压板及印刷电路板
JP4522972B2 (ja) 2005-04-28 2010-08-11 日鉱金属株式会社 銅張積層基板用高光沢圧延銅箔
TW200738913A (en) 2006-03-10 2007-10-16 Mitsui Mining & Smelting Co Surface treated elctrolytic copper foil and process for producing the same
KR101344493B1 (ko) 2007-12-17 2013-12-24 삼성전자주식회사 단결정 그라펜 시트 및 그의 제조방법
JP4960215B2 (ja) 2007-12-28 2012-06-27 パナソニック株式会社 金属箔負極集電体加工用ローラ及び金属箔負極集電体加工方法
US7479590B1 (en) 2008-01-03 2009-01-20 International Business Machines Corporation Dry adhesives, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
JP2009215146A (ja) 2008-03-13 2009-09-24 Panasonic Corp 金属含有ナノ粒子、これを用いて成長したカーボンナノチューブ構造体、及びこのカーボンナノチューブ構造体を用いた電子デバイス及びその製造方法
WO2010038641A1 (ja) 2008-09-30 2010-04-08 日鉱金属株式会社 高純度銅及び電解による高純度銅の製造方法
JP4972115B2 (ja) 2009-03-27 2012-07-11 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 圧延銅箔
US20120039344A1 (en) * 2009-04-13 2012-02-16 Loh Ping Kian Graphene-based saturable absorber devices and methods
JP5569769B2 (ja) 2009-08-31 2014-08-13 独立行政法人物質・材料研究機構 グラフェンフィルム製造方法
KR101736462B1 (ko) 2009-09-21 2017-05-16 한화테크윈 주식회사 그래핀의 제조 방법
JP5219973B2 (ja) 2009-09-24 2013-06-26 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 せん断加工性に優れる圧延銅箔ならびにこれを用いた負極集電体、負極板および二次電池
JP5094834B2 (ja) 2009-12-28 2012-12-12 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 銅箔の製造方法、銅箔及び銅張積層板
EP2523903A4 (en) 2010-01-12 2013-05-01 Nat Nanomaterials Inc METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING GRAPHENE AND GRAPHENOL
EP2354272B1 (en) 2010-02-08 2016-08-24 Graphene Square Inc. Roll-to-roll apparatus for coating simultaneously internal and external surfaces of a pipe and graphene coating method using the same
JP5563500B2 (ja) 2010-05-28 2014-07-30 日本電信電話株式会社 グラフェン及び炭素分子薄膜の合成方法
US20120132516A1 (en) 2010-11-29 2012-05-31 Zimmerman Paul A Synthesis of Graphene Films Cycloalkanes
JP5822669B2 (ja) 2011-02-18 2015-11-24 Jx日鉱日石金属株式会社 グラフェン製造用銅箔及びそれを用いたグラフェンの製造方法
JP5758205B2 (ja) * 2011-02-18 2015-08-05 Jx日鉱日石金属株式会社 グラフェン製造用銅箔及びそれを用いたグラフェンの製造方法
JP5411192B2 (ja) 2011-03-25 2014-02-12 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 圧延銅箔及びその製造方法
JP5959510B2 (ja) 2011-06-02 2016-08-02 Ｊｘ金属株式会社 グラフェン製造用銅箔、及びグラフェンの製造方法
JP5758254B2 (ja) 2011-09-27 2015-08-05 Jx日鉱日石金属株式会社 圧延銅箔
JP5847834B2 (ja) 2011-11-04 2016-01-27 Jx日鉱日石金属株式会社 グラフェン製造用銅箔及びその製造方法、並びにグラフェンの製造方法
JP5721609B2 (ja) 2011-11-15 2015-05-20 Jx日鉱日石金属株式会社 グラフェン製造用銅箔、及びグラフェンの製造方法
JP5909082B2 (ja) * 2011-11-21 2016-04-26 Ｊｘ金属株式会社 グラフェン製造用銅箔及びグラフェンの製造方法
JP5475897B1 (ja) 2012-05-11 2014-04-16 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 表面処理銅箔及びそれを用いた積層板、銅箔、プリント配線板、電子機器、並びに、プリント配線板の製造方法
JP5298225B1 (ja) 2012-06-29 2013-09-25 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 圧延銅箔及びその製造方法、並びに、積層板
JP5865211B2 (ja) * 2012-08-16 2016-02-17 Jx日鉱日石金属株式会社 グラフェン製造用銅箔及びそれを用いたグラフェンの製造方法
JP2014037577A (ja) 2012-08-16 2014-02-27 Jx Nippon Mining & Metals Corp グラフェン製造用圧延銅箔、及びグラフェンの製造方法
JP2015203149A (ja) * 2014-04-16 2015-11-16 Jx日鉱日石金属株式会社 ２次元六角形格子化合物製造用圧延銅箔、及び２次元六角形格子化合物の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101522926A (zh) * 2006-10-02 2009-09-02 株式会社神户制钢所 电气电子部件用铜合金板
CN103562132A (zh) * 2011-06-02 2014-02-05 Jx日矿日石金属株式会社 石墨烯制造用铜箔以及石墨烯的制造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105714382A (zh) * 2016-02-23 2016-06-29 北京大学 大尺寸Cu（100）单晶铜箔的制备方法
CN105714382B (zh) * 2016-02-23 2017-12-29 北京大学 大尺寸Cu(100)单晶铜箔的制备方法
CN105603518A (zh) * 2016-03-15 2016-05-25 北京大学 一种多晶铜箔转变为单晶Cu(100)的方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201602368A (zh) 2016-01-16
KR20150143331A (ko) 2015-12-23
JP6078024B2 (ja) 2017-02-08
JP2016003339A (ja) 2016-01-12
KR101688732B1 (ko) 2016-12-21
US20150361584A1 (en) 2015-12-17
TWI591189B (zh) 2017-07-11
CN105274382B (zh) 2018-02-23
US9840757B2 (en) 2017-12-12

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