[发明专利]一种制备石墨烯纳米带的方法

权利要求书

1.一种制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)在碳化硅衬底上制备单原子层台阶，具体为：首先对碳化硅衬底片做抛光处理；然后对衬底片进行预处理，所述预处理包括化学清洗、氢刻蚀和去除氧化物，直至得到具有周期性单原子层光滑台阶的碳化硅衬底片；

2)在步骤1)所获得的具有单原子层台阶的碳化硅衬底片上直接采用碳化硅外延法生长石墨烯纳米带。

2.根据权利要求1所述的制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述单原子层光滑台阶是指单个台阶高度为一个原子层厚度的台阶。

3.根据权利要求2所述的制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，所述台阶的宽度为20nm～10μm。

4.根据权利要求1所述的制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，步骤1)中的所述化学清洗具体为：

a)将抛光处理后的SiC衬底片浸在氨水、双氧水、去离子水混合液中煮沸5～30min，用去离子水清洗3～5次；

b)将步骤a)中处理后的SiC衬底片浸入盐酸、双氧水、去离子水的混合液中，煮沸5～30min，去离子水清洗3～5次；

c)将步骤b)中处理后的SiC衬底片放入3％～20％的HF溶液中1～10min，之后用去离子水冲洗。

5.根据权利要求4所述的制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，步骤a)中的所述氨水、双氧水、去离子水混合液中氨水、双氧水和去离子水的体积比为：1:2:5～1:1:1。

6.根据权利要求4所述的制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，步骤b)中的所述盐酸、双氧水、去离子水的混合液中盐酸、双氧水、去离子水的体积比为：1:2:8～1:1:1。

7.根据权利要求1所述的制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，步骤1)中的所述氢刻蚀的偏角为1°～8°，温度1000℃～2000℃，H₂流量20L/min～100L/min，压力50mbar～150mbar,时间5min～120min。

8.根据权利要求1所述的制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，步骤1)中的所述去除氧化物具体为：将SiC衬底片置于高温炉中，所述高温炉内的温度为700℃～1500℃，H₂流量为0.5L/min～10L/min，压力为50mbar～100mbar，保持时间5min～2h。

9.根据权利要求1所述的制备石墨烯纳米带的方法，其特征在于，步骤2)中的碳化硅外延法生长石墨烯纳米带的生长温度为1000℃～2000℃，Ar流量5L/min～50L/min，压力600mbar～900mbar，生长时间为5min～5h。