[发明专利]在绝缘衬底上直接制备石墨烯量子点阵列的方法

权利要求书

1.一种在绝缘衬底上直接制备石墨烯量子点阵列的方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤1)提供一GOI结构，所述GOI结构包括绝缘衬底，和形成于所述绝缘衬底上的锗层；

步骤2)对所述GOI结构进行退火处理，以于所述绝缘衬底上形成锗量子点阵列；

步骤3)于所述锗量子点阵列上形成石墨烯量子点阵列，其中，所述石墨烯量子点阵列中各石墨烯量子点与所述锗量子点阵列中各锗量子点一一对应，且所述石墨烯量子点包裹所述锗量子点；以及

步骤4)对步骤3)所得结构中的所述锗量子点阵列进行氧化挥发处理，以去除所述锗量子点阵列，实现在所述绝缘衬底上直接制备所述石墨烯量子点阵列。

2.根据权利要求1所述的在绝缘衬底上直接制备石墨烯量子点阵列的方法，其特征在于，步骤2)中，对所述GOI结构进行退火处理，以于所述绝缘衬底上形成所述锗量子点阵列时，退火温度为800℃～916℃，退火时间为120min～180min，通入气体包括：氢气和氩气，所述氢气的气体流量为30sccm～50sccm，所述氩气的气体流量为300sccm～500sccm。

3.根据权利要求1所述的在绝缘衬底上直接制备石墨烯量子点阵列的方法，其特征在于，所述锗量子点的直径和所述锗层的厚度呈正相关，所述锗量子点的高度和所述锗层的厚度呈正相关。

4.根据权利要求3所述的在绝缘衬底上直接制备石墨烯量子点阵列的方法，其特征在于，所述锗层的厚度为200nm～500nm，所述锗量子点的直径为400μm～500μm，所述锗量子点的高度为200μm～220μm。

5.根据权利要求1所述的在绝缘衬底上直接制备石墨烯量子点阵列的方法，其特征在于，步骤3)中，采用化学气相沉积工艺形成所述石墨烯量子点阵列；其中，反应温度为800℃～930℃，反应时间大于180min，通入气体包括氢气、氩气和甲烷，其中，氢气和氩气的气体流量比值为1:7～1:11，甲烷的气体流量为0.2sccm～1sccm。

6.根据权利要求1所述的在绝缘衬底上直接制备石墨烯量子点阵列的方法，其特征在于，所述锗量子点的密度为10个/um²～20个/um²，所述石墨烯量子点的密度为10个/um²～20个/um²。

7.根据权利要求1所述的在绝缘衬底上直接制备石墨烯量子点阵列的方法，其特征在于，步骤4)中，对所述锗量子点阵列进行氧化挥发处理的具体方法包括：在温度为620℃～700℃、压力为7.5E10^-3Torr～3Torr的条件下，通过氧气对所述锗量子点阵列中各所述锗量子点进行氧化，以形成易挥发的氧化产物，实现利用所述氧化产物的挥发去除所述锗量子点阵列。

8.根据权利要求7所述的在绝缘衬底上直接制备石墨烯量子点阵列的方法，其特征在于，进行氧化挥发处理时，氧气的气体流量为6sccm～25sccm，氩气的气体流量为900sccm～1000sccm，反应时间大于120min。

9.根据权利要求1所述的在绝缘衬底上直接制备石墨烯量子点阵列的方法，其特征在于，步骤1)中，所述GOI结构的制备方法包括：提供所述绝缘衬底，并采用电子束蒸发工艺、磁控溅射工艺或Smart-Cut工艺于所述绝缘衬底上形成所述锗层。