[发明专利]一种激光辅助无损转移化学气相沉积石墨烯的方法

权利要求书

1.一种激光辅助无损转移化学气相沉积石墨烯的方法，其特征在于，该方法在蓝宝石衬底上依次生长GaN和Cu薄层，进而在Cu薄层上CVD淀积石墨烯，同时通过改变GaN薄层的生长厚度和激光波长能量，利用激光剥离衬底，实现石墨烯高效转移。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法的具体实现步骤为：

步骤一，将c面蓝宝石衬底置于金属有机物化学气相淀积（MOCVD）反应室中，并向反应室通入镓源与氨气的混合气体，较低温度生长缓冲层，再在950-1050℃生长GaN薄层；

步骤二，向GaN衬底上电子束蒸发Cu薄膜0.5-1μm，气压保持在10^-6Torr；

步骤三，向金属有机物化学气相淀积（MOCVD）反应室通入H₂，对淀积的金属薄膜进行处理；

步骤四，向金属有机物化学气相淀积（MOCVD）反应室通入Ar和CH₄；

步骤五，利用钇铝石榴石激光器产生的激光透过蓝宝石衬底照射GaN薄层；

步骤六，激光从衬底边缘照射，边缘GaN薄层完全分解成液态Ga和氮气，进一步向中心移动照射，每个照射点停留1-3s，使铜薄膜与衬底分离；

步骤七，在0.05g/ml-0.15g/ml的 Fe(NO₄)₃水溶液中浸泡30-60min，使用合适的衬底打捞起来，在空气中加热60min，温度保持在150-200℃；

步骤八，放入丙酮中浸泡24小时彻底去除残留的PMMA，再用无水乙醇漂洗，吹干。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，在950-1050℃生长GaN薄层时，生长厚度为100-200nm。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三中，向金属有机物化学气相淀积（MOCVD）反应室通入H₂，对淀积的金属薄膜进行处理时，流量1~20sccm，温度900~1000℃，时间20~60min，气压1~50Torr。 

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤四中，向金属有机物化学气相淀积（MOCVD）反应室通入Ar和CH₄时，保持Ar和CH₄的流量比为10:1~2:1，Ar流量20~200sccm，CH₄流量1~20sccm，气压维持在0.1~1Torr，温度900~1100℃，升温和保持时间共20~60min。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤五中，利用钇铝石榴石激光器产生的激光透过蓝宝石衬底照射GaN薄层时，激光器产生的激光波长为355nm，脉冲能量为230mJ/pulse，脉冲宽度为6-10ns，频率保持在10Hz，激光能量通量为200-300mJ/cm2。