一种在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法与流程

文档序号:11100577阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)提供一具有电极的基板,所述电极由金属材料构成;

(2)将所述基板置于碳源的环境下,利用激光照射所述电极的表面,被照射处原位生长出石墨烯膜层。

2.根据权利要求1所述的在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法,其特征在于:所述碳源采用气态碳源,被照射处产生局域高温,并在所述电极中含有的金属材料的催化作用下,所述气态碳源迅速分解,形成自由原子,并聚集在基板表面成核结晶形成石墨烯;移开激光或停止辐照,局域温度的迅速冷却促使所转换的石墨烯沉积于被照射处形成薄膜。

3.根据权利要求2所述的在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法,其特征在于:所述气态碳源为甲烷、乙烯以及乙炔中的任意一种或其混合气体,所述气态碳源的分压为1 Torr ~1000 Torr。

4.根据权利要求1所述的在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法,其特征在于:所述碳源采用固态碳源,将固态碳源分散到有机溶液中得到分散液,将所述分散液涂布于电极的表面,得到均匀的碳源层;在惰性气体保护下,用激光照射所述碳源层,所述碳源层的碳原子和所述电极中的金属原子在激光照射的作用下形成固溶体;移开激光或停止激光辐照,所述固溶体冷却时形成过饱和的固溶体,碳原子从所述过饱和固溶体中析出,在电极的表面形成石墨烯薄膜。

5.根据权利要求4所述的在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法,其特征在于:所述固态碳源为石墨、无定形碳、C60或碳纳米管,所述碳源层的厚度为0.01 mm ~0.5mm。

6.根据权利要求4所述的在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法,其特征在于:所述有机溶剂为酒精或丙酮。

7.根据权利要求4所述的在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法,其特征在于:所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气以及氙气中的任意一种或其混合气体。

8.根据权利要求1所述的在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法,其特征在于:所述金属材料为镍、银、钛、钒、铁、铝、锌、锡、铜、金以及铂中的任意一种或其合金。

9.根据权利要求1所述的在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法,其特征在于:所述激光为连续激光或脉冲激光,其波长处于可见光、红外光或紫外光波段,其功率密度为103~106W/cm2,其扫描速度5um/s~5000um/s。

10.根据权利要求1所述的在电极表面快速生长图形化石墨烯的方法,其特征在于:所述电极的厚度为50nm~5um。

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