[发明专利]一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法

权利要求书

1.一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法，包括：

（1）将单晶硅片浸入王水中，加热5-6小时，在室温下自然冷却，用去离子水反复冲洗，取出后浸入Pirahan溶液中，于室温下静置，用去离子水超声清洗后干燥，处理出来的单晶硅片羟基化非常完全，而且没有被腐蚀；

（2）将钛酸盐溶于乙醇中，加入二乙醇胺，室温下混合均匀；在所得的溶液中加入乙醇水溶液，在15～25℃水解1～3h，加入稀土化合物，搅拌，加入N,N'-二甲基甲酰胺，得到含有稀土的溶胶；将石墨烯置于含有稀土的溶胶中处理2-8h；

其中，乙醇与钛酸盐的摩尔比为1～4：1，二乙醇胺与钛酸盐的摩尔比为0.2～2：1，乙醇水溶液中的水与钛酸盐的摩尔比为1～2：1，稀土化合物与钛酸盐的摩尔比是1～3：10，N,N'-二甲基甲酰胺为溶胶总体积的1～2％；

（3）将步骤（1）所得的单晶硅片浸入含有稀土修饰过的石墨烯的溶胶，静置，将单晶硅片向上提拉出溶胶，干燥，烘干；

（4）将步骤（2）所得的单晶硅片在80～100℃保温30～60min，升温至500～650℃，保温2～3h后，自然冷却至室温，在单晶硅片上形成掺杂稀土元素修饰石墨烯的陶瓷复合薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的静置时间为1～2h；干燥温度为100～120℃，干燥时间为0.5～1h。

3.根据权利要求1所述的一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的Pirahan溶液由体积比为70:30的98%的H₂SO₄溶液和30%的H₂O₂溶液组成。

4.根据权利要求1所述的一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的乙醇水溶液由体积比为1：8.5～9.5的水和无水乙醇组成。

5.根据权利要求1所述的一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的搅拌时间为1～2h。

6.根据权利要求1所述的一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的石墨烯在含有稀土的溶胶中的浓度为0.5～3mg/ml。

7.根据权利要求1所述的一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的稀土化合物为氯化镧、氯化铈、硝酸镧或硝酸铈。

8.根据权利要求1所述的一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法，其特征在于：所述步骤（2）重复操作，以在单晶硅片上形成多层掺杂稀土元素修饰石墨烯的陶瓷复合薄膜。

9.根据权利要求1所述的一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的静置时间为5～10min；提拉速率为3～5cm/min；干燥温度为室温，干燥时间为30～60分钟；烘干温度为100℃～200℃，烘干时间为2～3h。

10.根据权利要求1所述的一种在单晶硅片上制备稀土修饰石墨烯陶瓷复合薄膜的方法，其特征在于：所述步骤（4）中的升温速率为1～3℃/min。