一種觀測(cè)金屬基底表面石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觀測(cè)金屬基底表面石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯具有優(yōu)異光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)及機(jī)械性能，已經(jīng)引起了科學(xué)及工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前化學(xué)氣相沉積(CVD)法是最有望實(shí)現(xiàn)石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)的方法。其反應(yīng)原理是:銅催化使碳源氣體分解，碳原子在銅箔表面形成若干個(gè)形核中心，最終晶粒長(zhǎng)大連結(jié)成膜。觀察石墨烯在銅箔表面的形核和生長(zhǎng)情況，對(duì)于獲得高質(zhì)量、大尺寸單晶的石墨烯薄膜至關(guān)重要。
[0003]目前觀察石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法包括直接在掃描電鏡下觀察、空氣中加熱氧化以及在潮濕的空氣中氧化等方法。使用掃描電鏡觀察的方法操作比較繁瑣且效率不高；采用空氣中加熱或者潮濕空氣氧化的方法都需要嚴(yán)格控制合適的實(shí)驗(yàn)條件，比如加熱溫度、空氣的濕度、處理時(shí)間等，且實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問(wèn)題:為解決現(xiàn)有觀察手段操作繁瑣，效率較低等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種通過(guò)雙氧水處理觀察銅箔表面石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法。
[0005]技術(shù)方案:
本發(fā)明的觀測(cè)金屬基底表面石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟:
O配制質(zhì)量濃度為10%-40%的雙氧水溶液；
2)將生長(zhǎng)完石墨烯的金屬基底浸泡在雙氧水溶液中1-5分鐘，待銅箔表面被氧化；
3)取出金屬基底，并在常溫下靜置干燥，然后在光學(xué)顯微鏡下觀察石墨烯形核及生長(zhǎng)情況。
[0006]所述的金屬基底為銅箔或鎳箔。
[0007]所述的石墨烯層數(shù)包含單層至多層。
[0008]所述的雙氧水溶液質(zhì)量濃度為30%。
[0009]本發(fā)明的觀測(cè)金屬基底表面石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法的原理如下:雙氧水具有強(qiáng)氧化性，可氧化銅箔等金屬使其變色。而石墨烯則不會(huì)與雙氧水反應(yīng)。未被石墨烯覆蓋或者石墨烯晶界處的銅箔會(huì)被氧化而變色，而被石墨烯覆蓋保護(hù)的銅箔則不變色。通過(guò)銅箔表面石墨烯覆蓋區(qū)和暴露區(qū)之間的顏色對(duì)比，可以觀察石墨烯在銅箔表面的形核及生長(zhǎng)情況，如形核密度，晶粒大小及形狀等。
[0010]有益效果:相比較于其他觀測(cè)銅箔表面石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法，本方法效率很高(只需要數(shù)分鐘處理時(shí)間)，操作極其簡(jiǎn)便(只需要配置一定濃度的雙氧水溶液，配合顯微鏡即可實(shí)現(xiàn)觀測(cè))，且效果非常明顯(石墨烯保護(hù)和非保護(hù)區(qū)域的銅箔顏色差別非常大)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是采用雙氧水處理后，銅箔(含部分生長(zhǎng)的單層石墨烯晶粒)表面的500倍光學(xué)顯微鏡圖片。其中，白色區(qū)域?yàn)閱螌邮┬魏藚^(qū)域，暗黃色區(qū)域?yàn)闊o(wú)石墨烯保護(hù)而被雙氧水氧化的銅箔。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的通過(guò)雙氧水處理銅箔觀察石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法，包括如下步驟:
O配制質(zhì)量濃度為30%的雙氧水溶液。
[0013]2)將生長(zhǎng)完石墨烯后的銅箔放入到雙氧水溶液中，靜置2分鐘。
[0014]3)取出銅箔，并在常溫下靜置干燥。
[0015]4)在光學(xué)顯微鏡下觀察石墨烯在銅箔表面的生長(zhǎng)及形核情況。
[0016]如圖1所示，采用雙氧水處理后，可以看出銅箔(含部分生長(zhǎng)的單層石墨烯晶粒)表面有兩種區(qū)域，白色區(qū)域?yàn)閱螌邮┬魏藚^(qū)域，暗黃色區(qū)域?yàn)闊o(wú)石墨烯保護(hù)而被雙氧水氧化的銅箔。石墨烯保護(hù)和非保護(hù)區(qū)域的銅箔顏色差別非常大。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種觀測(cè)金屬基底表面石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟: O配制質(zhì)量濃度為10%-40%的雙氧水溶液； 2)將生長(zhǎng)完石墨烯的金屬基底浸泡在雙氧水溶液中1-5分鐘，待銅箔表面被氧化； 3)取出金屬基底，并在常溫下靜置干燥，然后在光學(xué)顯微鏡下觀察石墨烯形核及生長(zhǎng)情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的金屬基底為銅箔或鎳箔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的石墨烯層數(shù)包含單層至多層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的雙氧水溶液質(zhì)量濃度為30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的浸泡時(shí)間為2分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種觀測(cè)金屬基底表面石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法，所述的方法包括如下步驟：1）配制質(zhì)量濃度為10%-40%的雙氧水溶液；2）將生長(zhǎng)完石墨烯的金屬基底浸泡在雙氧水溶液中1-5分鐘；3）取出金屬基底，并在常溫下靜置干燥，然后光學(xué)顯微鏡下觀察石墨烯形核及生長(zhǎng)情況，所述的金屬基底為銅箔或鎳箔。本發(fā)明具有如下有益效果：相比較于其他觀測(cè)銅箔表面石墨烯形核及生長(zhǎng)情況的方法，本方法效率很高（只需要數(shù)分鐘處理時(shí)間），操作極其簡(jiǎn)便（只需要配置一定濃度的雙氧水溶液，配合顯微鏡即可實(shí)現(xiàn)觀測(cè)），且效果非常明顯（石墨烯保護(hù)和非保護(hù)區(qū)域的銅箔顏色差別非常大）。
【IPC分類】G01N21-78, G01N1-30
【公開(kāi)號(hào)】CN104568554
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410845587
【發(fā)明人】丁榮, 梁錚, 倪振華, 陳玉明, 袁文軍
【申請(qǐng)人】泰州巨納新能源有限公司, 泰州石墨烯研究檢測(cè)平臺(tái)有限公司, 上海巨納科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日