[发明专利]一种生长石墨烯的悬挂与插片式石英舟及方法

说明书

本发明提供一种生长石墨烯的悬挂与插片式石英舟及方法，石英舟包括舟座和舟架，舟架包括上横架和/或下横架；上横架包括至少一根平行于舟座长度方向的第一横杆，和/或只是一根垂直于舟座长度方向的第二横杆；下横架包括至少两根平行于舟座长度方向的第三横杆，和/或至少两根垂直于舟座长度方向的第四横杆；成对的第三横杆中的两根第三横杆至少开设有一个插槽；利用这种石英舟进行垂直或顺气流悬挂式，垂直或顺气流插片式生长石墨烯。本发明有益效果为可实现石墨烯可控生长，石英舟底座焊接三根石英棒作撑架，推拉石英舟中不倾斜，保证样品位置不变化；利用悬挂与插片式生长石墨烯，避免石英载物台和金属衬底的大面积接触，生长高质量石墨烯。

技术领域

本发明涉及石墨烯生长技术领域，尤其涉及一种生长石墨烯的悬挂与插片式石英舟及方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以SP2杂化轨道组成的二维碳纳米材料，独特的二维晶体结构赋予石墨烯良好的物理，化学，电学，力学性能，石墨烯制作的透明电极较一般的普通电极，具有更强的透光率，光电转化率更高，导热性更好，因此石墨烯在新能源，新材料和新型器件等诸多领域有着广泛的应用前景。目前石墨烯的制备方法有许多：(1)机械剥离法：该方法缺点是生产石墨烯数量少，面积小。(2)氧化还原法：该方法缺点是获得的石墨烯缺陷较多，限制了其应用。(3)外延法：该方法的缺点是成本较高。(4)化学气相沉积法：该方法能够制备出高质量大面积的石墨烯，且生产成本较低，因此成为工业中生产石墨烯的典型方法。

化学气相沉积法制备石墨烯需要用金属箔作为生长衬底，在石墨烯制备用石英舟的技术中，其缺点是较薄的铜箔衬底(如常规25微米厚)在高温生长石墨烯过程中容易粘贴到石英载物台上，在生长完成后取样时会发生石墨烯撕裂或褶皱现象。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种生长石墨烯的悬挂与插片式石英舟及方法，解决了石墨烯生长过程中，金属箔衬底与石英载物台大面积接触，造成所生长的石墨烯质量不好，且浪费严重的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种生长石墨烯的悬挂与插片式石英舟，用于放置在CVD系统石英管中使用，包括舟座和舟架，所述舟架设置于所述舟座上方，所述舟架包括上横架和/或下横架；所述上横架包括：至少一根平行于舟座长度方向的第一横杆，和/或只是一根垂直于舟座长度方向的第二横杆，以及用于支撑所述第一横杆和/或第二横杆的支撑杆；所述下横架包括：至少两根平行于舟座长度方向的第三横杆，和/或至少两根垂直于舟座长度方向的第四横杆；成对的所述第三横杆中的两根第三横杆均至少开设有一个插槽，两根第三横杆上的插槽相互对应；成对的所述第四横杆中的两根第四横杆均至少开设有一个插槽，两根第四横杆上的插槽相互对应。

传统的采用生长石墨烯的石英舟，当在高温生长的时候，容易与石英载物台粘贴，造成所生长的石墨烯的薄膜在取样的时候，会发生石墨烯撕裂或者褶皱的现象产生。本发明提供一种生长石墨烯的悬挂与插片式石英舟以及用这种石英舟的生长方法，解决了石墨烯生长过程金属衬底与石英载物台大面积接触的粘附问题。

更进一步的，所述插槽宽度至少为1mm，深度至少为2mm。

在第三横杆和第四横杆上开设插槽，有助于进行插片式生长石墨烯。

更进一步的，所述舟座为圆弧形舟座，且舟座下方设有第一石英棒、第二石英棒以及第三石英棒；所述第一石英棒设置在所述舟座截面底部；所述第二石英棒与第三石英棒分别设置在所述第一石英棒的两侧。

设置的石英棒，是为了与石英管相吻合，有利于石英舟的移动。

更进一步的，所述第二石英棒与所述第三石英棒以舟座截面圆圆心为中心的夹角为60℃－120℃。

更进一步的，所述石英舟舟座长度为10cm。