[发明专利]一种单晶石墨烯及其制备方法

权利要求书

1.一种单晶石墨烯的制备方法，包括通过化学气相沉积工艺制备所述单晶石墨烯；其中，所述化学气相沉积工艺包括如下步骤：

S1：于不包含还原性气体的反应体系内，在基底上形成石墨烯核；以及

S2：于还原性气体的作用下，在所述石墨烯核的基础上形成所述单晶石墨烯；

其中，所述步骤S1反应体系包括第一碳源气体和第一辅助气体；所述步骤S2反应体系包括第二碳源气体、还原性气体和第二辅助气体；

所述步骤S1反应体系的压强与所述步骤S2反应体系的压强相同；

所述第一碳源气体在所述步骤S1反应体系的分压与所述第二碳源气体在所述步骤S2反应体系的分压相同；

所述第一辅助气体、所述第二辅助气体均为氩气，所述还原性气体为氢气，所述第一碳源气体、所述第二碳源气体分别独立地选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、丙烷中的一种或多种；

在步骤S1中控制第一辅助气体的流量为500sccm～2000sccm、第一碳源气体的流量为0.2sccm～1sccm；

在进行石墨烯成核反应之前，对基底进行升温、退火步骤，使多晶基底转化为单晶基底；

在所述步骤S1中，石墨烯的生长时间为1秒～2分钟；

所述基底是铜箔，所述铜箔的厚度是20μm～100μm。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤S1反应体系中，所述第一辅助气体与所述第一碳源气体的分压比为50～5000；在所述步骤S2反应体系中，所述第二辅助气体与所述还原性气体的分压之和与所述第二碳源气体的分压比为50～5000。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤S2反应体系中，所述还原性气体与所述第二碳源气体的分压比为100～2000。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤S2中，石墨烯的生长时间为1分钟～200分钟。