TWI456083B - 以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法 - Google Patents

Claims (12)

1. 以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其包含：　　提供一多孔洞基材，該多孔洞基材具有一第一表面、一第二表面及複數個第一通道，各該第一通道連通該第一表面及該第二表面；　　進行一化學氣相沉積步驟，將該多孔洞基材置入一腔室中，提供一碳源氣體至該腔室並加熱該腔室，使該碳源氣體產生熱裂解成碳原子，碳原子進而於該多孔洞基材上沉積為一碳層，該碳層覆蓋該些第一通孔；　　進行一催化石墨化步驟，將一金屬催化劑覆蓋於該碳層並加熱該碳層，使該碳層石墨化為一石墨層，該石墨層具有一第一厚度，且該石墨層覆蓋該些第一通道；以及　　進行一液相剝離步驟，以液體震盪方式使該石墨層薄化為一石墨烯層，該石墨烯層具有一第二厚度，且該石墨烯層的該第二厚度小於該石墨層之該第一厚度，該石墨烯層覆蓋該些第一通道，且該石墨烯層具有複數個第二通道及一顯露面，該些第二通道連通各該第一通道及該顯露面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中於該液相剝離步驟前，另包含一酸氧化步驟，以一強酸對該石墨層進行加熱迴流氧化處理，以去除該石墨層之雜質。
3. 如申請專利範圍第1項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中於該化學氣相沉積步驟中，加熱該腔室之溫度介於800℃至1200℃之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中於該化學氣相沉積步驟中，該碳源氣體可選自純低碳數烷類氣體、純低碳數烯類氣體或純低碳數炔類氣體。
5. 如申請專利範圍第3項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中於該化學氣相沉積步驟中，該碳源氣體可選自低碳數烷類氣體、低碳數烯類氣體或低碳數炔類氣體分別與惰性氣體混合而成，其混合比例介於1:1至1:5之間。
6. 如申請專利範圍第4或5項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中於該化學氣相沉積步驟中，該碳源氣體的流率介於100 ml/min至1000 ml/min之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中於該催化石墨化步驟中，該金屬催化劑可選自鐵鹽、鎳鹽或銅鹽，且加熱該碳層的溫度高於800℃。
8. 如申請專利範圍第7項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中於該催化石墨化步驟中，該金屬催化劑之重量百分比介於0.1 wt%至5 wt%之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中於該液相剝離步驟中，該液體震盪方式是將該多孔洞基材置入一容置有一剝離劑之超音波水浴震盪器中進行震盪，使該石墨層薄化為該石墨烯層。
10. 如申請專利範圍第9項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中於該液相剝離步驟中，該剝離劑選自為極性非質子傳遞溶劑或離子液體。
11. 如申請專利範圍第1項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中該多孔洞基材之各該第一通道的寬度介於2奈米至1500奈米之間。
12. 如申請專利範圍第1項所述之以化學氣相沉積程序於多孔洞基材形成大面積石墨烯層之方法，其中該石墨烯層之各該第二通道的寬度介於0.7埃(Å)至10埃(Å)之間。