[发明专利]一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法

权利要求书

1.一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

（S.1）基底准备：将磨砂玻璃经过清洗后烘干，并在表面均匀旋涂一层液相基底；所述液相基底为Dow Corning 705扩散泵油或[bmin]BF4离子液体；

（S.2）沉积生长：将涂有液相基底的磨砂玻璃固定于碳靶上方的样品台上，室温下抽真空后使用脉冲激光轰击碳靶，碳原子沉积于液相基底上，然后继续在真空腔中放置一定时间，得到表面含有单层石墨烯的样品；所述室温为0～30℃；

（S.3）转移：将样品表面的单层石墨烯转移至洁净的目标衬底表面。

2.根据权利要求1所述的一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法，其特征在于，所述的步骤（S.1）中磨砂玻璃清洗步骤如下：将磨砂玻璃依次用丙酮、无水乙醇以及去离子水超声清洗5分钟。

3.根据权利要求1所述的一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法，其特征在于，所述的步骤（S.1）中的液相基底为室温饱和蒸气压小于10^-7mbar的液体。

4.根据权利要求1或3所述的一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法，其特征在于，所述的液相基底厚度为0.3~0.8mm。

5.根据权利要求1所述的一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法，其特征在于，所述的步骤（S.2）中液相基底与碳靶之间的距离为50~200mm。

6.根据权利要求1所述的一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法，其特征在于，所述的步骤（S.2）中，抽真空至真空腔内部的真空度低于2.0×10^-6 mbar。

7.根据权利要求1或5或6所述的一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法，其特征在于，所述的步骤（S.2）中激光波长为248nm，激光能量密度为0.5~20J/cm²，激光脉冲宽度为5~20ns，激光频率为1~10Hz。

8.根据权利要求7所述的一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法，其特征在于，所述的步骤（S.2）中碳原子沉积时间为5~30min，沉积结束后样品在真空腔中放置20~40min。

9.根据权利要求1所述的一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法，其特征在于，所述的步骤（S.3）的具体过程如下：

（S.3.1）依次用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗目标衬底各5分钟，清洗后烘干；

（S.3.2）目标衬底平稳放于样品上，使其与样品紧紧贴合，静置1~10分钟；

（S.3.3）将样品与目标衬底整体平稳放入丙酮溶液浸泡5~15分钟；

（S.3.4）将样品与目标衬底整体平稳从丙酮溶液中取出，然后分离目标衬底与磨砂玻璃，此时单层石墨烯已转移至目标衬底表面，将含有单层石墨烯的目标衬底平稳放入新的丙酮溶液中浸泡1~10分钟；

（S.3.5）将含有单层石墨烯的目标衬底平稳放入无水乙醇溶液中浸泡5~15分钟；

（S.3.6）将含有单层石墨烯的目标衬底平稳取出，放在红外烘烤灯下烘烤3~10min后烘干，完成转移。

10.根据权利要求1或9所述的一种在室温下快速制备大尺寸高品质单层石墨烯的方法，其特征在于，所述的衬底材料为单晶硅片。