[发明专利]一种在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法

权利要求书

1.一种在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，包括如下步骤：

1)在绝缘基底上制备单原子层台阶；

2)在步骤1)所获得的具有单原子层台阶的绝缘基底上直接生长石墨烯纳米带。

2.如权利要求1所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述的单原子层台阶是单个台阶高度为一个原子层厚度的台阶，或者是深度为一个原子层厚度的沟槽。

3.如权利要求2所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述台阶的宽度为50nm～20μm；所述沟槽的宽度在1nm～500nm。

4.如权利要求3所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述台阶的宽度为500nm～5μm。

5.如权利要求1所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述的绝缘基底是指能够解离出原子级平整度解理面的基底材料。

6.如权利要求5所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述的绝缘基底选自六角氮化硼、氮化镓、钛酸锶、氧化铝和石英。

7.如权利要求6所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，在所述六角氮化硼基底上制备单原子层台阶采用如下方法：将六角氮化硼基底的表面解理得到新鲜的原子表面；然后将其置于氢气与氩气的混合气体中进行退火处理，得到具有单原子层台阶的六角氮化硼基底。

8.如权利要求7所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述氢气与氩气的混合气体中，氢气与氩气的体积比为1∶1～1∶10。

9.如权利要求8所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述的高温退火处理的退火温度为1000℃～1200℃，退火时间为10min～300min。

10.如权利要求1-9任一所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述步骤2)中，利用低压化学气相沉积、等离子体辅助的化学气相沉积或脉冲激光沉积方法，在具有单原子层台阶的绝缘基底上以台阶流动的方式生长石墨烯纳米带。

11.如权利要求10所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述步骤2)中，生长石墨烯纳米带所需的碳源选自气态碳源、液态碳源或固态碳源；所述气态碳源选自甲烷、乙烯和乙炔；所述液态碳源为苯；所述固态碳源选自聚甲基丙烯酸甲酯、葡萄糖和石墨。

12.如权利要求10所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述步骤2)中，生长石墨烯纳米带的生长温度在500℃～1300℃，生长时间为5min～5h。

13.一种石墨烯纳米带，由如权利要求1-12任一所述的在绝缘基底上制备石墨烯纳米带的方法获得。

14.如权利要求13所述的石墨烯纳米带，其特征在于，所述石墨烯纳米带的宽度为1nm～500nm，长度为100nm～100μm。