CN112299399A - 多层石墨烯及其生长方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种多层石墨烯的生长方法，包括如下步骤：S1，通过气相沉积在基底上形成石墨烯核；及S2，改变生长条件，继续生长，形成多层石墨烯。本发明的生长方法由于引入对生长条件的扰动，使第二层(或随后的更多层)石墨烯层的成核位点偏离第一层(或其前一层)石墨烯的成核位点，有效地减少了前一层石墨烯对接下来形成的一层石墨烯生长的诱导效应，能够获得非平凡扭转角的多层石墨烯，为进一步探索其能带结构以及这种新材料在电子、光电子以及催化方面的应用提供了便利。

Description

多层石墨烯及其生长方法
技术领域
本发明属于材料领域，涉及一种多层石墨烯的生长方法。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子经sp2杂化形成的单层或少层的二维晶体材料，具有优异的电学、光学和力学性质。自从被发现以来一直广受科学界和产业界的特别重视。若干层石墨烯堆垛时，层间相互作用将带来诸多新的特性。根据不同层的石墨烯碳原子的相对位置关系可分为有序堆垛和无序堆垛。对于有序堆垛的双层或多层石墨烯，层间的耦合作用很强，从而导致石墨烯本身线性的能量-动量色散关系变成抛物线型；无序堆垛的石墨烯层间的晶格发生了一定的扭转，其相互耦合的强度和扭转角度有一定关系，富含更多的物理特性而引起科学家广泛的兴趣。
化学气相沉积法在目前多种制备方法中是最有潜力实现高质量石墨烯的方法。目前CVD生长双层或多层石墨烯的方法中，主要有如下几种方法：1)利用镍对碳的溶解和析出作用，使用镍或铜镍合金实现双层或多层石墨烯的生长；2)利用高温催化裂解下的碳碎片生长于已有的石墨烯之上，形成双层或多层；3)在一定生长条件下，裂解的碳物种“钻”进石墨烯与衬底之间，形成双层或多层石墨烯。目前，采用上述几种石墨烯的生长策略所发展生长方法中，所形成的双层或多层石墨烯层间相对取向多为AB堆垛。扭转角度的单一限制了对双层石墨烯性质的全面探索。因此，找到生长拥有非平凡扭转角的双层或多层石墨烯的技术方法是有意义的。
发明内容
为了克服上述缺陷，提供一种多层石墨烯的生长方法及通过该方法形成的多层石墨烯。
本发明提供一种多层石墨烯的生长方法，包括如下步骤：S1，通过气相沉积在基底上形成石墨烯核；及S2，改变生长条件，继续生长，形成多层石墨烯。
根据本发明的一实施方式，在所述S1和S2步骤中的还原性气体为氢气、碳源气体分别独立地选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、丙烷中的一种或多种。
根据本发明的另一实施方式，在所述S1和S2步骤中的所述碳源气体均为甲烷。
根据本发明的另一实施方式，在所述S1步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为40-2500、在所述S2步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为50-5000；且所述S2步骤中的所述碳源气体分压高于所述S1步骤中的所述碳源气体分压、所述S2步骤中的所述还原性气体分压高于所述S1步骤中的所述还原性气体分压；优选，在所述S1步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为100-2000、在所述S2步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为200-2000；且所述S2步骤中的所述碳源气体分压高于所述S1步骤中的所述碳源气体分压、所述S2步骤中的所述还原性气体分压高于所述S1步骤中的所述还原性气体分压。
根据本发明的另一实施方式，在所述S1步骤中的生长时间为10s-30min；在所述S2步骤中的生长时间为1min-200min。
根据本发明的另一实施方式，在所述S1步骤中，所述基底选自二氧化硅-硅基底、玻璃、塑料、云母、铜箔、碳膜铜网中的一种或多种。
根据本发明的另一实施方式，在所述S2步骤中，所述改变生长条件包括：改变生长温度、改变碳源气体种类、改变还原性气体种类、改变碳源气体流量、改变还原性气体流量、改变碳源气体分压、改变还原性气体分压、引入其他气体组中的一种或多种。
根据本发明的另一实施方式，所述其他反应气体是水蒸气、二氧化碳中的一种或多种。
根据本发明的另一实施方式，在所述S2步骤之后还包括：S3，再次改变生长条件，继续生长形成多层石墨烯；在所述方法中所述S3步骤至少进行一次。
根据本发明的另一实施方式，所述多层石墨烯是堆叠2-10层的石墨烯。
本发明还提供一种通过上述方法制备的多层石墨烯。
本发明的生长方法由于引入对生长条件的扰动，使第二层(或随后的更多层)石墨烯层的成核位点偏离第一层(或其前一层)石墨烯的成核位点，有效地减少了前一层石墨烯对接下来形成的一层石墨烯生长的诱导效应，能够获得非平凡扭转角的多层石墨烯，为进一步探索其能带结构以及这种新材料在电子、光电子以及催化方面的应用提供了便利。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本发明的多层石墨烯的生长方法流程示意图。
图2是实施例1形成的双层石墨烯的光学照片。
图3是实施例2形成的双层石墨烯的光学照片。
图4是实施例2形成的双层石墨烯的光学照片。
图5是实施例1形成的双层石墨烯的高分辨透射电镜照片和选区电子衍射图样。
图6是对比例1形成的双层石墨烯的光学照片。
图7是单层石墨烯、实施例1形成的双层石墨烯和对比例1形成的双层石墨烯拉曼图谱对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
本专利中所述“多层石墨烯”是指堆叠2层以上的石墨烯。
本发明的多层石墨烯的生长方法，包括如下步骤：S1，通过气相沉积在基底上形成石墨烯核；S2，改变生长条件，继续生长形成多层石墨烯。
在S1步骤中，通过化学气相沉积在基底上成核。本专利中所述“成核”是指，通入碳源后所裂解的碳物种开始形成石墨烯的小岛。
在S1和S2步骤中的还原性气体为氢气、碳源气体分别独立地选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、丙烷中的一种或多种。
在S2步骤中，改变生长条件包括：改变生长温度、改变碳源气体种类、改变还原性气体种类、改变碳源气体流量、改变还原性气体流量、改变碳源气体分压、改变还原性气体分压、引入其他气体组中的一种或多种。
在S2步骤中，引入的其他气体是不影响石墨烯形成、不产生杂质、不与反应气体和石墨烯反应的气体。可以是二氧化碳、水蒸气等。
以下以在S1和S2步骤中的碳源气体均为甲烷，还原性气体为氢气、改变生长条件为改变碳源气体和还原气体的分压为例，解释说明本发明的发明构思。
当在S1和S2步骤中碳源气体为甲烷、还原性气体为氢气时，在所述S1步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为40-2500、在所述S2步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为50-5000；且S2步骤中的碳源气体分压高于S1步骤中的碳源气体分压、S2步骤中的还原性气体分压高于S1步骤中的还原性气体分压。通过控制碳源气体和还原性气体的流量来控制气体的分压，碳源气体和还原性气体的流量根据不同的CVD体系选择合适的流量，例如根据反应腔体的大小和真空泵抽速大小确定还原性气体和碳源气体的流量。A)当反应腔体的容量较小时或真空泵的抽速较小时(如小型管式炉)，可以在S1步骤中控制还原性气体的流量为40sccm-500sccm、碳源气体的流量为0.2sccm-1sccm、在S2步骤中控制还原性气体的流量为200sccm-2500sccm、碳源气体的流量为0.5sccm-4sccm；此种情况下，还原性气体的分压为40Pa-500Pa、所述碳源气体的分压为0.2Pa-1Pa、在所述S2步骤中所述还原性气体的分压为200Pa-2500Pa、所述碳源气体的分压为0.5Pa-4Pa。B)当反应腔体的容量中等大小或真空泵抽速为中等大小(如中等管式炉)时，可以在S1步骤中控制还原性气体的流量为100sccm-1000sccm、碳源气体的流量为0.4sccm-2sccm、在S2步骤中控制还原性气体的流量为400sccm-5000sccm、碳源气体的流量为1sccm-8sccm。C)当反应腔体的容量较大或真空泵抽速较大时(如生产型设备或中试设备)时，可以在S1步骤中控制还原性气体的流量为400sccm-5000sccm、碳源气体的流量为2sccm-10sccm、在S2步骤中控制还原性气体的流量为2000sccm-25000sccm、碳源气体的流量为5sccm-40sccm。通过S2步骤中的碳源气体分压高于S1步骤中的碳源气体分压、S2步骤中的还原性气体分压高于S1步骤中的还原性气体分压。可以保证改变生长条件后新形成的石墨烯层生长在原有石墨烯层的下面。需要指出的是，上述列举的三种情况下，可通过在真空泵前段设置节流阀来调控抽速，从而将后两种(大设备及大抽速)情况转化为第一种情况(小设备及小抽速)。优选，在所述S1步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为100-2000、在所述S2步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为200-2000；且所述S2步骤中的所述碳源气体分压高于所述S1步骤中的所述碳源气体分压、所述S2步骤中的所述还原性气体分压高于所述S1步骤中的所述还原性气体分压
在S1步骤中的生长时间可以为10s-30min。在S2步骤中的生长时间可以为1min-200min。
以上以在S1和S2步骤中的碳源气体均为甲烷，还原性气体为氢气、改变生长条件为改变碳源气体和还原气体的分压为例，本领域技术人员可以理解碳源气体可以选择乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、丙烷等中的一种或多种。如果在S1和S2步骤中碳源气体选择乙烷、乙烯、乙炔、乙醇等两个碳的碳源气体时，碳源气体根据具体的情况选择为含有一个碳的甲烷气体流量的二分之一流量即可，同样的道理，当碳源气体选择丙烷等三个碳的碳源气体时，碳源气体根据具体的情况选择为含有一个碳的甲烷气体流量的三分之一流量即可。本发明的方法，在S1步骤中先在基底上成核，然后进行S2步骤，改变生长条件，使第二层石墨烯从第一层石墨烯的边缘下面进行生长，这时第一层石墨烯同时也会继续长大。由于生长条件的扰动，减少了第一层石墨烯对第二层石墨烯生长的诱导效应，使得第二层石墨烯的成核位点偏离第一层石墨烯的成核位点，因此得到双层以非平凡扭转角堆叠的石墨烯。在S2步骤中，引入生长条件的扰动可能再生长一层石墨烯层，即第二层石墨烯；也可能再生长两层石墨烯层，即分别成为第二层石墨烯和第三层石墨烯，第二层石墨烯和第三层石墨烯之间可能形成非平凡扭转角堆垛，也可能形成AB堆垛或AA堆垛。
为了形成三层以上的石墨烯，在S2步骤中，在S2步骤之后还可以包括：S3，再次改变生长条件，继续生长形成多层石墨烯。在S3步骤中，引入的生长条件扰动与S2步骤中相同，可能再次形成一层石墨烯，也可能再次形成两层石墨烯。
本发明的方法不限于引入一次或两次扰动，本领域技术人员可以根据形成石墨烯的层数合理选择扰动的次数，从而得到预定层数的石墨烯。优选，堆叠2-10层的石墨烯。
根据以上的对本发明的发明构思的解释，本领域技术人员可以理解，其他的改变生长条件，如改变生长温度、改变碳源气体种类、改变还原性气体种类、改变碳源气体分压、改变还原性气体分压、引入其他气体组中的一种或多种，目的是在使第二层(或随后的更多层)石墨烯层的成核位点偏离第一层(或其前一层)石墨烯的成核位点，有效地减少了前一层石墨烯对接下来形成的一层石墨烯生长的诱导效应，从而获得非平凡扭转角的多层石墨烯。
除以上步骤外，还可以包括有利于形成石墨烯的辅助步骤，例如在进行石墨烯成核反应之前，对基底次进行升温、退火步骤。基底选自二氧化硅-硅基底、玻璃、塑料、云母、铜箔、碳膜铜网中的一种或多种。优选铜箔，铜箔的厚度可以是20μm-100μm。
在形成多层石墨烯后，还可以包括降温步骤，即将制得的石墨烯从生长温度降至室温。降温至室温步骤中，降温方式为自然降温或快速降温；所述快速降温步骤中，降温速度大于80℃/min。该快速降温步骤可以用各种常规方法实现。如可以用传动装置如传送杆、或磁铁将物料舟从恒温区中拖出，也可以移动炉体，将基底所在的位置脱离加热区域。在温度降到400℃之前，应一直通入上一步骤的还原性气体和碳源气体的混合气，以保证基底上的石墨烯不被氧化，也不会被还原性气体刻蚀。当温度降到400℃以下，可以切断碳源，但在降到室温之前仍需通入一定量的还原性气体，作为保护气。
另外，在降温至室温步骤之后，为表征所得到的扭转双层或多层石墨烯，还可按照各种常规方法将沉积在铜箔基底上的扭转双层石墨烯样品转移到其他目标基底上。如以基底为铜箔为例，以如下步骤地转移方式来解释说明形成的石墨烯从生长基底转移到目标基底的过程，但本领域技术人员可以理解下述的转移方式并不意在限定本发明，本发明可以采用任何适当的转移方式。
将沉积于铜箔表面的石墨烯表面悬涂一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜，进行烘烤、等离子体轰击未覆盖PMMA薄膜的铜箔的一面，再放入铜刻蚀剂中进行铜刻蚀，水洗，得到附着在聚甲基丙烯酸甲酯薄膜上的大单晶石墨烯，将其转移到目标基底表面，并放置于丙酮蒸汽上熏或置于热丙酮溶液中，除去聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，即可得到附着在目标基底表面的扭转双层石墨烯。
聚甲基丙烯酸甲酯为商用的聚甲基丙烯酸甲酯固体颗粒(分子量为996K)溶于乳酸乙酯溶剂(化学纯)中得到，聚甲基丙烯酸甲酯的质量分数为3％-8％。悬涂的转数可以为2000rpm-4000rpm，时间为30s-60s。
烘烤的温度可以为150-170℃，具体为170℃，时间为1-5min。
等离子体轰击可以是在等离子体机中进行，等离子体机的功率为60-90W，具体为90W。等离子体轰击的轰击时间为3-5min。
铜刻蚀剂可以选自三氯化铁和/或过硫酸盐的水溶液，三氯化铁或者过硫酸盐的水溶液中三氯化铁或者过硫酸盐的摩尔浓度不低于0.5moL/L。过硫酸盐具体可为过硫酸钠。铜刻蚀的刻蚀时间为5-30min。
丙酮蒸汽的温度为57-62℃。
以下以具体的实施例解释说明本发明的发明构思，但本领域技术人员可以理解以下实施例并不意在限定本发明。
实施例1
1)将铜箔(Alfa Aesar公司生产，纯度99.8％，厚度25μm)置于磷酸乙二醇溶液中进行电化学抛光，磷酸浓度为85％，磷酸与乙二醇体积比为3：1，抛光电流密度维持在30A/m2-100A/m2之间，抛光时间约30min。抛光后的铜箔用去离子水冲洗干净并用氮气吹干。
2)将上述抛光后的铜箔置于带有磁力控制的套管中，并将套管置于管式炉的大石英管中，在500sccm的氢气中升温至退火温度1020℃。
3)温度升至1020℃后，维持氢气流量不变，在该氛围中退火40min，得到退火后的铜箔。
4)保持1020℃的温度，向体系中通入500sccm的氢气和0.5sccm的甲烷，进行一次生长，反应进行5min，形成孤立的石墨烯岛。
5)改变生长条件(即引入扰动)，将氢气流量提高至1000sccm，将甲烷流量增至1sccm，再进行二次生长，第二层石墨烯将在第一层石墨烯的边缘下面成核长大，同时第一层石墨烯继续生长，反应进行20min。
6)用磁铁将装有铜箔的套管从管式炉的高温区拖出，并关闭管式炉的升温系统，将样品温度降至室温，关闭甲烷和氢气，结束生长，即得到本发明提供的扭转双层石墨烯样品。
7)取出生长完毕的铜箔样品，在样品表面以2000rpm的转速悬涂质量分数为4％的PMMA/乳酸乙酯溶液，悬涂时间1min；在热台上用170℃将样品烤干；使用90W的空气等离子体对样品反面进行5min的刻蚀处理。
8)使用浓度为1M的过硫酸钠溶液在室温下刻蚀铜箔基底，刻蚀时间40min，得到由PMMA薄膜支撑的扭转双层石墨烯样品；用去离子水清洗样品3次后，将样品贴附在覆有300nm氧化硅的硅基底表面，将薄膜在500W的红外灯下烘干后，使用丙酮去除PMMA薄膜。
9)用步骤8)相同的方式，将形成再铜箔上的石墨烯层转移到TEM载网上。将所制备的转移至TEM载网上的石墨烯样品用高分辨透射电镜进行表征。
实施例2
该实施例中除了S1步骤中，还原性气体流量100sccm，碳源气体流量0.5sccm，生长时间30s；S2步骤中，还原性气体流量500sccm，碳源气体流量1sccm生长时间4min外，其他条件与实施例1相同，制备双层石墨烯样品。
实施例3
该实施例中除了S1步骤中，还原性气体流量400sccm，碳源气体流量0.2sccm生长时间30min；S2步骤中，还原性气体流量2000sccm，碳源气体流量1sccm生长时间60min外，其他条件与实施例1相同，制备双层石墨烯样品。
对比例1
制备方法同实施例1所示，唯一的区别在于步骤5)中简单地以1000：1的氢气、甲烷比进行二次生长，没有施加额外的扰动。
图2为实施例1生长获得的扭转双层石墨烯在光学显微镜下的照片(比例尺为10μm)。从图中可以看出，两层石墨烯的成核中心不一致，表示第二层石墨烯是在第一层石墨烯生长一定时间后开始生长；同时，可以看出两层石墨烯均为六边形，而且两层石墨烯的边缘呈一定的夹角。根据文献报道，呈六边形的边缘一般为锯齿形边缘。因此，两层石墨烯的六边形畴区形成一定的夹角，说明石墨烯的晶格结构也具有相同的夹角。即可以说明所制备的双层石墨烯是扭转双层石墨烯。
图3为实施例2生长获得的扭转双层石墨烯在光学显微镜下的照片(比例尺为10μm)。从图中同样可以看出，所制备的双层石墨烯是扭转双层石墨烯。
图4为实施例3生长获得的扭转双层石墨烯在光学显微镜下的照片(比例尺为10μm)。从图中可以看出，实施例3所制备的双层石墨烯也可以证明是扭转双层石墨烯。
图5为实施例1所制备的扭转双层石墨烯在高分辨电镜下的晶格像，可以看出具有一定扭转角度的双层石墨烯表现出大的摩尔周期。图5中右图为所制备样品在透射电镜的选区电子衍射图像，可以看出扭转双层石墨烯具有两套衍射斑点，而且两套衍射斑点之间具有一定的扭转角度。可以证明所制备的双层石墨烯具有一定的扭转角。
图6为对比例1制得的双层石墨烯的光学显微镜照片。如图所示，未经过引入扰动得到的双层石墨烯为AB堆垛。
图7示出单层石墨烯、实施例1形成的双层石墨烯、对比例1形成的双层石墨烯拉曼图谱。如图中三条曲线对比，可以看出，采用两次生长和引入扰动，可以实现扭转双层石墨烯的制备，而不加额外扰动，所得到的双层石墨烯多为AB堆垛石墨烯。
本发明的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多层石墨烯的生长方法，包括如下步骤：
S1，通过气相沉积在基底上形成石墨烯核；及
S2，改变生长条件，继续生长，形成多层石墨烯。
2.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，在所述S1和S2步骤中的还原性气体为氢气、碳源气体分别独立地选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、丙烷中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的生长方法，其特征在于，在所述S1和S2步骤中的所述碳源气体均为甲烷。
4.根据权利要求3所述的生长方法，其特征在于，在所述S1步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为40-2500、在所述S2步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为50-5000；且所述S2步骤中的所述碳源气体分压高于所述S1步骤中的所述碳源气体分压、所述S2步骤中的所述还原性气体分压高于所述S1步骤中的所述还原性气体分压；优选，在所述S1步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为100-2000、在所述S2步骤中所述还原性气体与所述碳源气体的分压比为200-2000；且所述S2步骤中的所述碳源气体分压高于所述S1步骤中的所述碳源气体分压、所述S2步骤中的所述还原性气体分压高于所述S1步骤中的所述还原性气体分压。
5.根据权利要求4所述的生长方法，其特征在于，在所述S1步骤中的生长时间为10s-30min；在所述S2步骤中的生长时间为1min-200min。
6.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，在所述S1步骤中，所述基底选自二氧化硅-硅基底、玻璃、塑料、云母、铜箔、碳膜铜网中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，在所述S2步骤中，所述改变生长条件包括：改变生长温度、改变碳源气体种类、改变还原性气体种类、改变碳源气体流量、改变还原性气体流量、改变碳源气体分压、改变还原性气体分压、引入其他气体组中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的生长方法，其特征在于，所述其他反应气体是水蒸气、二氧化碳中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，在所述S2步骤之后还包括：
S3，再次改变生长条件，继续生长形成多层石墨烯；
在所述方法中所述S3步骤至少进行一次。
10.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述多层石墨烯是堆叠2-10层的石墨烯。
11.一种多层石墨烯，其特征在于，通过权利要求1-10任一所述方法形成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103708448A (zh) * 2014-01-03 2014-04-09 中国科学院化学研究所 一种石墨烯的常压可控生长方法
US20150136737A1 (en) * 2012-05-17 2015-05-21 National University Of Singapore Methods of growing uniform, large-scale, multilayer graphene film

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150136737A1 (en) * 2012-05-17 2015-05-21 National University Of Singapore Methods of growing uniform, large-scale, multilayer graphene film
CN103708448A (zh) * 2014-01-03 2014-04-09 中国科学院化学研究所 一种石墨烯的常压可控生长方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAKAYUKI IWASAKI ET AL.: "Formation and structural analysis of twisted bilayer graphene on Ni(111) thin films", 《SURFACE SCIENCE》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116197395A (zh) * 2023-01-03 2023-06-02 西南交通大学 一种石墨烯包覆金属纳米颗粒的制备方法

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