CN111517309B - 一种用小分子生长大面积少层石墨烯的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，包括如下步骤：放置原料、设定反应条件、生长和后处理，所述生长原料为芳香族小分子化合物，且所述芳香族小分子化合物的苯环与至少一个氮原子共价连接，所述生长衬底为金属衬底。本发明用小分子生长大面积少层石墨烯的方法通过芳香族小分子化合物提供碳源并在金属衬底上生长大面积少层石墨烯，生长温度达到500～700℃时，金属衬底具有相当的催化还原能力，能够催化芳香族小分子化合物还原成石墨烯并附着于金属衬底上，提升了制备过程的安全性、降低了生产成本。本发明还提供了一种用小分子生长大面积少层石墨烯的系统。

Description

一种用小分子生长大面积少层石墨烯的方法及系统
技术领域
本发明涉及二维纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种新的少层石墨烯的制备工艺，更具体的，涉及一种用有机小分子在相对较低温度下生长大面积少层石墨烯的方法，本发明还涉及一种用有机小分子在相对较低温度下生长大面积少层石墨烯的系统。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子通过sp2杂化轨道形成六角形呈蜂巢晶格结构且只有一层碳原子厚度的二维纳米材料。石墨烯的独特结构赋予其众多优异特性，如高理论比表面积(2630m2/g)、超高电子迁移率(～200000cm2/v.s)、高热导率(5000W/m.K)、高杨氏模量(1.0TPa)和高透光率(～97.7％)等。凭其结构和性能优势，石墨烯在能源存储与转换器件、纳米电子器件、多功能传感器、柔性可穿戴电子、电磁屏蔽、防腐等领域均有巨大应用前景。
石墨烯产品大致分为两种，一种是粉末状石墨烯，另一种是连续大面积薄膜状石墨烯。现行的实验室和工业界中常用的连续大面积少层石墨烯一般由化学气相沉积法制得。但是，常规的化学气相沉积法制备石墨烯的原料为甲烷气体，载气用氩气，还原气氛由氢气提供，生长温度为900度到1100度。常规的化学气相沉积法制备大面积薄膜状石墨烯的过程不仅工艺流程复杂、控制系统繁多，操作起来极为繁琐，而且制备过程中涉及的气体成分多为易燃易爆有毒气体，一旦泄露或者发生事故后果不堪设想。另外，现有的化学气相沉积法制备大面积薄膜状石墨烯的生长温度过高，生产工艺对设备和环境的要求高，成本也高，难以进行产业化应用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，以解决现有的化学气相沉积法制备大面积薄膜状石墨烯的过程不仅工艺流程复杂、控制系统繁多等缺陷；同时，制备过程中克服了常规化学气相沉积法存在的气体成分多为易燃易爆有毒气体等问题。
第一方面，本发明提供了一种用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，包括如下步骤：
放置原料：提供容置腔和生长腔，所述容置腔与生长腔相连通，在生长腔内放置生长衬底，在容置腔内放置生长原料；
设定反应条件：将容置腔和生长腔均抽真空至10Pa以下，再将容置腔接入保护性气体，所述保护性气体从容置腔引入且从生长腔排出，设定所述保护性气体的流量为50～400sccm，维持容置腔和生长腔内部气压为20～100Pa；
生长：调节生长腔内的温度至500～700℃，再调节容置腔内的温度至30～70℃，生长时间为10～200min；
后处理：生长结束后，持续通入保护性气体至生长腔内的温度降至室温，待生长腔内与外部气压平衡时取出生长衬底，制得石墨烯；
所述生长原料为芳香族小分子化合物，且所述芳香族小分子化合物的苯环与至少一个氮原子共价连接，所述生长衬底为金属衬底。
本发明用小分子生长大面积少层石墨烯的方法通过芳香族小分子化合物提供碳源并在金属衬底上生长大面积少层石墨烯，生长温度达到500～700℃时，金属衬底具有相当的催化还原能力，能够催化芳香族小分子化合物还原成石墨烯并附着于金属衬底上，在较低的压力下，生长原料的分子具有较自由的移动能力，利于分子重排形成石墨烯，从而省略了常规化学气相沉淀法需要还原性气体的过程，提升了制备过程的安全性、降低了生产成本。
另外，当生长温度达到500摄氏度时，芳香族小分子化合物的苯环与氮原子之间的C-N键断裂并促进芳香族小分子化合物中苯环断裂，进一步还原成石墨烯。本研究通过试验证实：苯环上的C-N键能够极大地降低芳香族小分子化合物还原为石墨烯的能级，小分子芳香族化合物在该温度的催化条件下会聚合形成更大共轭体系的结构，由此，也能极大地降低反应温度，提升制备过程的安全性的同时，也能节约能源、降低成本。当生长温度超过700摄氏度时，芳香族小分子化合物的整体原子结构裂解，而不是聚合形成更大共轭体系的结构，芳香族小分子化合物不能有效地自身还原，且安全性下降，成本上升。
优选的，在放置原料步骤中，所述芳香族小分子化合物的苯环与至少一个氨基共价连接，所述金属衬底为铜衬底、镍衬底。由此，呈液体或者固体状态的芳香族小分子化合物体积小，方便放置以及操作，也易于挥发并且通过载气控制其挥发量；铜衬底、镍衬底作为衬底材料，催化活性较高、稳定性好，能够较好地催化石墨烯的生长。
优选的，在放置原料步骤中，所述芳香族小分子化合物为苯胺、苯胺衍生物、苯二胺及苯二胺衍生物中的一种，所述铜衬底为铜粉、多晶铜箔及单晶铜片中的一种，所述镍衬底为多晶镍箔、单晶镍片。由此，苯胺、苯胺衍生物、苯二胺及苯二胺衍生物均具有较好的挥发性，且能够在较低的生长温度下促进苯环断裂、碳结构重新排列成石墨烯。
优选的，在设定反应条件步骤中，将容置腔和生长腔均抽真空至10Pa以下，再将容置腔接入保护性气体，所述保护性气体从容置腔引入且从生长腔排出，设定所述保护性气体的流量为100～200sccm，维持容置腔和生长腔内部气压为50～80Pa。由此，通过将容置腔和生长腔均抽真空、接入保护性气体等操作能够保证容置腔和生长腔均填充保护性气体，起到排除空气的作用；设定的保护性气体的流速起到载气的作用，能够不断将挥发出的碳源(芳香族小分子化合物)运送到生长衬底表面，进一步由生长衬底催化碳源生长成石墨烯。流量控制在100～200sccm起到调配挥发型芳香族小分子化合物与生长衬底催化剂的比例的作用，防止挥发出的芳香族小分子化合物过多而无法充分反应。
优选的，将容置腔和生长腔均抽真空至10Pa以下后，通入保护气体并对腔体进行清洗，之后关断保护气体，再次抽真空，循环两次以上，以使生长腔内的气压小于10Pa。由此，通过上述重复操作能够保证生长腔内的空气排尽，便于后续的生长过程进行，也起到保护石墨烯的作用。
优选的，在设定反应条件步骤中，所述保护性气体为氩气。由此，氩气作为一种稳定性强的惰性气体，能够起到保护碳源和石墨烯的作用；同理，氩气作为一种密度合适的载气，能够与挥发型芳香族小分子化合物较好地混合，并将挥发型芳香族小分子化合物运输到生长衬底周围。
优选的，在生长步骤中，调节生长腔内的温度至550～600℃，再调节容置腔内的温度至45～50℃，生长时间为30～60min。由此，容置腔内的温度能够较好地促进芳香族小分子化合物挥发，同时不至于因过量挥发导致反应不完全。生长腔内的温度能够保证生长衬底稳定地催化合成石墨烯，同时对石墨烯等也具有一定的保护作用，防止石墨烯氧化，节约能源。
更优选的，在生长步骤中，调节生长腔内的温度至570℃，再调节容置腔内的温度至47℃，生长时间为40min。由此，挥发的芳香族小分子化合物与生产衬底的催化作用能够较好地匹配，促使单层石墨烯在生长衬底表面生长，且生长的单层石墨烯是连续的，质量高。
优选的，在后处理步骤中，生长腔内的温度降至室温后，再用氩气清洗生长腔1～3次，以使氩气充满生长腔。由此，能够保证石墨烯在保护性气体环境下降至室温，有效地保护了石墨烯，用氩气清洗生长腔1～3次也能保证生长腔内的挥发型气体、有毒有害气体全部进入尾气处理，不至于污染环境。
有鉴于此，本发明提供了一种用小分子生长大面积少层石墨烯的系统，该系统主要用于执行上述用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，以解决现有的化学气相沉积法制备大面积薄膜状石墨烯的过程存在的工艺流程复杂、控制系统繁多等缺陷。
第二方面，本发明还提供了一种用小分子生长大面积少层石墨烯的系统，包括容置腔、生长腔，保护气装置、尾气处理装置及真空泵；
所述容置腔与生长腔相连通，所述容置腔用于容置生长原料，所述生长腔用于容置生长衬底；
所述保护气装置与容置腔连通，以使保护气装置为容置腔和生长腔提供保护气，
所述尾气处理装置与生长腔连通，以使尾气处理装置处理从生长腔排出的尾气，
所述真空泵与尾气处理装置连通，以使真空泵为生长腔及容置腔抽真空；
所述生长原料为芳香族小分子化合物，且所述芳香族小分子化合物的苯环与至少一个氮原子共价连接，所述生长衬底为金属衬底。
本发明用小分子生长大面积少层石墨烯的系统包括容置腔、生长腔，保护气装置、尾气处理装置及真空泵，各个部件通过管道连通以形成一个整体，该用小分子生长大面积少层石墨烯的系统适用于实施上述用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，方便操作和控制，本发明用小分子生长大面积少层石墨烯的系统的各个部件均可以用现有的部件替代，构造相对简单，成本相对低廉。
优选的，所述容置腔与生长腔为同一反应腔体，且所述容置腔与生长腔分别设于反应腔体的两端。由此，生长衬底和生长原料分别从反应腔体的两端放置，能够节约生长原料，提高生长原料的利用率，系统更加简化、结构更加简单、成本更加低廉，也能进一步节省部件以及系统安装的繁琐程序。
优选的，所述容置腔与生长腔为同一反应腔体，且所述同一反应腔体为管式炉。由此，借助于管式炉能够较好地控制生长温度和真空度，也能较好地放置生长衬底和生长原料，控制过程相对容易。
本发明的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。
附图说明
为更清楚地阐述本发明的内容，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
图1为实施例1制备的石墨烯光学表征图；a为将石墨烯转移到SiO2上的光学显微镜表征；b为石墨烯的拉曼表征图；
图2为实施例1制备的石墨烯双球差透射电镜数据；a为低倍放大的石墨烯在TEM铜网上的形貌，b为石墨烯SEAD衍射数据，c、d为高倍放大的石墨烯TEM照片；
图3为本发明一实施方式提供的用小分子生长大面积少层石墨烯的系统的结构示意图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
第一方面，本发明提供了一种用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，包括如下步骤：
放置原料：提供容置腔和生长腔，所述容置腔与生长腔相连通，在生长腔内放置生长衬底，在容置腔内放置生长原料；
设定反应条件：将容置腔和生长腔均抽真空至10Pa以下，再将容置腔接入保护性气体，所述保护性气体从容置腔引入且从生长腔排出，设定所述保护性气体的流量为50～400sccm，维持容置腔和生长腔内部气压为20～100Pa；
生长：调节生长腔内的温度至500～700℃，再调节容置腔内的温度至30～70℃，生长时间为10～200min；
后处理：生长结束后，持续通入保护性气体至生长腔内的温度降至室温，待生长腔内与外部气压平衡时取出生长衬底，制得石墨烯；
所述生长原料为芳香族小分子化合物，且所述芳香族小分子化合物的苯环与至少一个氮原子共价连接，所述生长衬底为金属衬底。
本发明用小分子生长大面积少层石墨烯的方法通过芳香族小分子化合物提供碳源并在金属衬底上生长大面积少层石墨烯，生长温度达到500～700℃时，金属衬底具有相当的催化还原能力，能够催化芳香族小分子化合物还原成石墨烯并附着于金属衬底上。在较低的压力下，生长原料的分子具有较自由的移动能力，利于分子重排形成石墨烯，从而省略了常规化学气相沉淀法需要还原性气体的过程，也有效降低了石墨烯的生长温度，提升了制备过程的安全性、降低了生产成本。
另外，当生长温度达到500摄氏度时，芳香族小分子化合物的苯环与氮原子之间的C-N键断裂并促进芳香族小分子化合物中苯环断裂，进一步还原成石墨烯。本研究通过试验证实：苯环上的C-N键能够极大地降低芳香族小分子化合物还原为石墨烯的能级，小分子芳香族化合物在该温度的催化条件下会聚合形成更大共轭体系的结构，由此，也能极大地降低反应温度，提升制备过程的安全性的同时，也能节约能源、降低成本。当生长温度超过700摄氏度时，芳香族小分子化合物的整体原子结构裂解，而不是聚合形成更大共轭体系的结构，芳香族小分子化合物中的碳不能有效地自身还原，且安全性下降，成本上升。
优选的，在放置原料步骤中，所述芳香族小分子化合物的苯环与至少一个氨基共价连接，所述金属衬底为铜衬底、镍衬底。
更优选的，在放置原料步骤中，所述芳香族小分子化合物为苯胺、苯胺衍生物、苯二胺及苯二胺衍生物中的一种，所述铜衬底为铜粉、多晶铜箔及单晶铜片中的一种，所述镍衬底为多晶镍箔、单晶镍片。
最优选的，所述芳香族小分子化合物为苯二胺，例如可以是邻苯二胺、间苯二胺或者对本二胺，亦或是三者中至少两种的混合物。
优选的，在设定反应条件步骤中，将容置腔和生长腔均抽真空至10Pa以下，例如可以是8Pa、5Pa、3Pa、1Pa，再将容置腔接入保护性气体，所述保护性气体从容置腔引入且从生长腔排出，设定所述保护性气体的流量为100～200sccm，例如可以是100sccm、120sccm、150sccm、160sccm、180sccm、200sccm。维持容置腔和生长腔内部气压为50～80Pa，例如可以是50Pa、60Pa、70Pa、80Pa。其中保护性气体优选为惰性气体：氦气、氖气、氩气等。
更优选的，在设定反应条件步骤中，保护性气体为氩气。
更优选的，将容置腔和生长腔均抽真空至10Pa以下后，通入保护气体-氩气，并对腔体进行清洗，之后关断保护气体，再次抽真空，循环两次以上，以使生长腔内的气压小于10Pa。
优选的，在生长步骤中，调节生长腔内的温度至550～600℃，例如可以是：550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃。再调节容置腔内的温度至45～50℃，例如可以是：45℃、47℃、49℃、50℃，基于不同的芳香族小分子化合物的挥发情况，可依实际反应情况适当调整容置腔温度。生长时间为30～60min，例如可以是：30min、40min、50min、60min。
更优选的，在生长步骤中，调节生长腔内的温度至570℃，再调节容置腔内的温度至47℃，生长时间为40min。
优选的，在后处理步骤中，生长腔内的温度降至室温后，再用氩气清洗生长腔1、2、3次，以使氩气充满生长腔。
实施例1
一种用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，包括以下步骤：
步骤A：在CVD管式炉的生长腔体内置入生长衬底铜粉，在生长腔体的上风向位置，置入生长原料对苯二胺，将生长腔体连入真空体系，上风向接气源、下风向接真空泵。
步骤B：将生长体系抽真空到气压达到10Pa以下，设定生长温度在570摄氏度，在此温度下，大部分金属衬底都有一定的催化还原能力，同时在500摄氏度以上，苯二胺分子的C-N键断裂，利于石墨烯生长。设定氩气流量为100sccm，维持生长腔体内部气压为60Pa，在较低的压力下，原料的分子具有较自由的移动能力，利于分子重排形成石墨烯。
步骤C：维持原料对苯二胺处于低于50摄氏度的环境下，对苯二胺的饱和蒸气压温度较低(100摄氏度左右)，将原料温度控制在40℃，以保证原料不会过度挥发，同时也能保证生长原料的充足供应，可以最大限度的利用每一个原料分子。生长时间为40分钟。
步骤D：生长结束后，待生长腔体温度降至室温，用氩气清洗生长腔体三次，关断真空泵，用氩气充满生长腔体，待腔内气压与大气压接近后，打开腔体，取出生长衬底，即获得了表面铺设有大面积少层石墨烯的金属材料，可以将石墨烯刮下用于后续工艺，也能直接将相应的金属衬底放置到生长腔内，用于制备表面铺设有大面积少层石墨烯的金属材料。表面铺设有大面积少层石墨烯的金属材料用途广泛，例如用于制作柔性电子器件、包覆金属材料起到提高金属导电性和防腐功能的器件，用于金属材料散热、导热，以及其它制备高效电子器件等。该制备方法相比于现有的化学气气相沉积操作简单、安全，制备出的石墨烯产品质量高。
将实施例1制备的石墨烯进行如下表征和测试。
如图1所示，1a表示将实施例1中在金属衬底上生长的石墨烯转移到硅片上之后的光学显微镜照片，从照片中可以看到，石墨烯和硅片的背景衬度不同，可以清晰的分辨出石墨烯的边界，转移过程中会或多或少的使部分区域破损，整体来说，此方法生长的石墨烯薄膜是连续的。图1b是对应转移到硅片上的石墨烯的拉曼表征数据，可以判断，此石墨烯薄膜为单层石墨烯。
如图2所示，为实施例1中样品的双球差透射电子显微镜(TEM)数据。图2a为TEM铜网上的石墨烯形貌照片，2b为实施例1中样品的SEAD衍射图像，内圈的六个衍射斑点经人为加重后，可以准确量出石墨烯的晶格参数为a*＝0.216nm，符合理论模拟的石墨烯晶格参数a*＝0.246nm的误差范围。2c为高倍透射电镜照片，可以清晰的看到干净的石墨烯表面以及六角晶格阵列。2d为2c中红色虚线框内部放大结果，由以上表征结果可以判断此方法生长的石墨烯结构质量高，此方法稳定可靠。
实施例2
一种用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，包括以下步骤：
步骤A：在CVD管式炉的生长腔体内置入生长衬底单晶铜箔，在生长腔体的上风向位置，置入生长原料甲基苯胺，将生长腔体连入真空体系，上风向接气源、下风向接真空泵。
步骤B：将生长体系抽真空到气压达到8Pa以下，设定生长温度在700摄氏度，在此温度下，大部分金属衬底都有一定的催化还原能力。在500摄氏度以上，苯二胺分子的C-N键断裂，利于石墨烯生长。设定氩气流量为200sccm，维持生长腔体内部气压为20Pa，在较低的压力下，原料的分子具有较自由的移动能力，利于分子重排形成石墨烯。
步骤C：维持生长原料甲基苯胺的温度在48℃，以保证原料不会过度挥发，同时也能保证生长原料的充足供应，可以最大限度的利用每一个原料分子。生长时间为30分钟。
步骤D：生长结束后，待生长腔体温度降至室温，用氩气清洗生长腔体三次，关断真空泵，用氩气充满生长腔体，待腔内气压与大气压接近后，打开腔体，取出生长衬底，即获得了表面铺设有大面积少层石墨烯的金属材料。
实施例3
一种用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，包括以下步骤：
步骤A：在CVD管式炉的生长腔体内置入生长衬底多晶镍箔，在生长腔体的上风向位置，置入生长原料硝基苯，将生长腔体连入真空体系，上风向接气源、下风向接真空泵。
步骤B：将生长体系抽真空到气压达到10Pa以下，设定生长温度在500摄氏度，在此温度下，大部分金属衬底都有一定的催化还原能力。在500摄氏度以上，苯二胺分子的C-N键断裂，利于石墨烯生长。设定氩气流量为400sccm，维持生长腔体内部气压为80Pa，在较低的压力下，原料的分子具有较自由的移动能力，利于分子重排形成石墨烯。
步骤C：维持生长原料硝基苯温度控制在60℃，以保证原料不会过度挥发，同时也能保证生长原料的充足供应，可以最大限度的利用每一个原料分子。生长时间为60分钟。
步骤D：生长结束后，待生长腔体温度降至室温，用氩气清洗生长腔体三次，关断真空泵，用氩气充满生长腔体，待腔内气压与大气压接近后，打开腔体，取出生长衬底，即获得了表面铺设有大面积少层石墨烯的金属材料。
实施例4
第二方面，本发明还提供了一种用小分子生长大面积少层石墨烯的系统，如图3所示，包括容置腔11、生长腔12，保护气装置2、尾气处理装置3及真空泵4。其中，容置腔11与生长腔12相连通，容置腔11用于容置生长原料，生长腔12用于容置生长衬底，由于容置腔11与生长腔12相连通，容置腔11与生长腔12保持气压平衡。保护气装置2与容置腔11连通，以使保护气装置2通过容置腔11为容置腔和生长腔提供保护气。尾气处理装置3与生长腔连通，以使尾气处理装置3处理从生长腔12排出的尾气。由此，保护气装置2提供的保护气从容置腔11引入并依次贯穿容置腔11、生长腔12后排出，并通过尾气处理装置3将尾气处理，防止有毒有害气体污染空气。真空泵4与尾气处理装置3连通，以使真空泵4为生长腔12及容置腔11抽真空。生长原料为芳香族小分子化合物，且芳香族小分子化合物的苯环与至少一个氮原子共价连接，生长衬底为金属衬底。
优选的，容置腔11中还可以设有容置台101，用于盛放生长原料。相应的，生长腔12中也可以设置生长台102，用于盛放生长衬底，容置台101与容置腔11可拆卸连接，生长台102均生长腔12可拆卸连接。由此，方便放置生长原、生长衬底的过程。
优选的，容置腔11与生长腔12为同一反应腔体1，且容置腔11与生长腔12分别设于反应腔体1的两端。
优选的，容置腔11与生长腔12为同一反应腔体1，且反应腔体1为管式炉，例如可以是CVD管式炉。
优选的，尾气处理装置3为冷井。
生长石墨烯装置示意图如图3所示，保护气(载气)从左端依次进入容置腔11(实质为管式炉的左端)、生长腔12(实质为管式炉的右端)，芳香族小分子生长原料置于反应腔体的上风向位置，生长衬底位于下风向，尾气由冷阱处理后排放。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
放置原料：提供容置腔和生长腔，所述容置腔与生长腔相连通，在生长腔内放置生长衬底，在容置腔内放置生长原料；
设定反应条件：将容置腔和生长腔均抽真空至10Pa以下,再将容置腔接入保护性气体，所述保护性气体从容置腔引入且从生长腔排出，设定所述保护性气体的流量为50～400sccm，维持容置腔和生长腔内部气压为20～100Pa；
生长：调节生长腔内的温度至500～700℃，再调节容置腔内的温度至30～70℃，生长时间为10～200min；
后处理：生长结束后，持续通入保护性气体至生长腔内的温度降至室温，待生长腔内与外部气压平衡时取出生长衬底，制得石墨烯；
所述生长原料为芳香族小分子化合物，且所述芳香族小分子化合物的苯环与至少一个氮原子共价连接，所述生长衬底为金属衬底，所述保护性气体为氩气。
2.如权利要求1所述的用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，其特征在于，在放置原料步骤中，所述芳香族小分子化合物的苯环与至少一个氨基共价连接，所述金属衬底为铜衬底、镍衬底。
3.如权利要求2所述的用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，其特征在于，在放置原料步骤中，所述芳香族小分子化合物为苯胺或者苯二胺，所述铜衬底为多晶铜箔及单晶铜片中的一种，所述镍衬底为多晶镍箔、单晶镍片。
4.如权利要求1所述的用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，其特征在于，在设定反应条件步骤中，将容置腔和生长腔均抽真空至10Pa以下，再将容置腔接入保护性气体，所述保护性气体从容置腔引入且从生长腔排出，设定所述保护性气体的流量为100～200sccm，维持容置腔和生长腔内部气压为50～80Pa。
5.如权利要求1所述的用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，其特征在于，在生长步骤中，调节生长腔内的温度至550～600℃，再调节容置腔内的温度至45～50℃，生长时间为30～60min。
6.如权利要求5所述的用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，其特征在于，在生长步骤中，调节生长腔内的温度至570℃，再调节容置腔内的温度至47℃，生长时间为40min。
7.如权利要求1所述的用小分子生长大面积少层石墨烯的方法，其特征在于，在后处理步骤中，生长腔内的温度降至室温后，再用氩气清洗生长腔1～3次，以使氩气充满生长腔。
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