[发明专利]用于生产二维纳米材料的方法

权利要求书

1.一种通过化学气相沉积(CVD)来生产二维纳米材料的方法，所述方法包括使在反应室中的基底与包含氢气的第一流体和包含用于所述材料的前体的第二流体接触，其中所述接触是在使得所述前体在所述室中反应从而在所述基底的表面上形成所述材料的条件下进行的，其中所述第一流体的流速与所述第二流体的流速的比率为至少5:1。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接触是在低于1巴的所述反应室内的压力下进行的。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述基底为金属基底，例如，过渡金属基底。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基底为铜基底。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中，所述基底的所述表面的至少一部分具有(101)、(001)或(111)的结晶取向。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述结晶取向为(101)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基底的所述表面是基本上完全以单一结晶取向定向的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基底的纯度为至少99.9％，例如至少99.99％，例如至少99.999％。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一流体的流速为5sccm或更大、10sccm或更大、50sccm或更大、100sccm或更大、150sccm或更大、200sccm或更大、250sccm或更大、300sccm或更大、350sccm或更大、350sccm或更大、400sccm或更大、450sccm或更大、或者500sccm或更大。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二流体的流速为20sccm或更小，例如10sccm或更小，例如5sccm或更小，例如1sccm或更小。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一流体的流速与所述第二流体的流速的比率为至少10:1，例如至少25:1，例如至少50:1，例如至少75:1，例如至少100:1。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述反应室内的温度为约800℃至约1050℃，例如约900℃至约1045℃，例如约1035℃。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述反应室内的压力为小于50托，例如小于20托，例如小于10托，例如小于5托，例如小于1托，例如小于0.1托，例如小于0.01托。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二流体与所述基底接触30分钟或更短，例如15分钟或更短，例如1分钟或更短。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在使所述基底与所述第二流体接触之前用氢气预处理所述基底。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括将所述二维纳米材料与所述基底分离。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述二维纳米材料是石墨烯并且所述第二流体包含碳前体。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第二流体包含甲烷。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，其中，通过所述方法生产的石墨烯基本上是单层或双层石墨烯。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其中，所述石墨烯的一个或多个边缘的几何形状为基本上锯齿形或基本上扶手椅形。

21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述二维纳米材料的至少一个边缘是以基本上平行于所述基底的所述表面上的结晶取向的<110>方向取向的。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述结晶取向为(101)或(001)。

23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括形成包含所述二维纳米材料的产品。

24.根据权利要求1所述的方法，其中，通过大气压化学气相沉积来生产所述二维纳米材料。