[发明专利]在基板上成长碳薄膜或无机材料薄膜的方法

权利要求书

1.一种在基板上直接成长碳薄膜或无机材料薄膜的方法，包括以下步骤：

在基板上形成一层金属薄膜，以获得催化基板，

使碳来源或无机材料来源在所述的催化基板的一面或两面上成长碳薄膜或无机材料薄膜，和

移除基板上所述的金属薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的基板为氧化硅基板、石英基板、蓝宝石基板、氮化硼基板、玻璃基板、金属基板、半导体基板或其组合。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的金属薄膜是由铜、铁、钴、镍、金、银或其混合物构成。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述的金属薄膜是由铜构成。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述的碳来源是使用下列碳基前驱物裂解而成：

(1)气相碳基前驱物，(2)液相碳基前驱物，或(3)固相碳基前驱物。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述的碳来源是使用下列碳基前驱物裂解而成：甲烷、乙烯、乙炔、乙醇、苯、甲醇、碳基的高分子、奈米碳材料或其混合物。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述的碳来源是经氮、硼或其混合物掺杂。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述的无机材料来源系氮化硼、二硫化钼、硫化锌、碲化锌、硒化锌、三硒化二铋、碲化铋或其混合物。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述的催化基板的一面或两面上成长碳薄膜或无机材料薄膜的步骤是经由物理气相沉积、化学气相沉积、磊晶成长法、分子束磊晶法或单原子层沉积法进行。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述的在所述的催化基板的一面或两面上成长碳薄膜或无机材料薄膜的步骤是经由化学气相沉积进行。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述步骤的操作温度范围为约300℃至约1200℃。

12.根据权利要求1所述的方法，其中是在所述的催化基板的一面或两面上成长多层的碳薄膜或无机材料薄膜。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述的金属薄膜的厚度范围为约10nm至约1μm。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述的金属薄膜的厚度范围为约100nm至约300nm。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述的移除基板上所述的金属薄膜的步骤是经由以蚀刻液进行蚀刻、电化学蚀刻、机械性移除或其它物理性移除进行。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述的移除基板上所述的金属薄膜的步骤是经由以蚀刻液进行蚀刻进行。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述的蚀刻液是Fe(NO₃)₃蚀刻液。

18.根据权利要求1所述的方法，其中在所述的催化基板上成长碳薄膜或无机材料薄膜的步骤前，是先进行前处理步骤。

19.根据权利要求18所述的方法，含氢的气氛下还原所述基材，并且移除基材表面的氧原子而进行。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述的前处理步骤是热退火。

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述的前处理步骤是以氢气电浆进行。

22.根据权利要求1所述的方法，其中所述的碳薄膜或无机材料薄膜是经图案化的。

23.根据权利要求1所述的方法，其系获得堆栈结构。

24.一种在基板上直接成长石墨烯层的方法，包括以下步骤：

在基板上形成一层金属薄膜，以获得催化基板，

使碳来源在所述的催化基板的一面或两面上成长石墨烯层，和

移除基板上所述的金属薄膜。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述的金属薄膜是铜薄膜。

26.根据权利要求24所述的方法，其中是使用化学气相沉积使裂解的碳来源在所述的催化基板的一面或两面上成长石墨烯层。