一種觀測金屬基底表面石墨烯形核及生長情況的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種觀測金屬基底表面石墨烯形核及生長情況的方法，屬于材料技術領域。
【背景技術】
[0002]石墨烯具有優異光學、電學、熱學及機械性能，已經引起了科學及工業界的廣泛關注。目前化學氣相沉積(CVD)法是最有望實現石墨烯工業化生產的方法。其反應原理是:銅催化使碳源氣體分解，碳原子在銅箔表面形成若干個形核中心，最終晶粒長大連結成膜。觀察石墨烯在銅箔表面的形核和生長情況，對于獲得高質量、大尺寸單晶的石墨烯薄膜至關重要。
[0003]目前觀察石墨烯形核及生長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格控制合適的實驗條件，比如加熱溫度、空氣的濕度、處理時間等，且實驗周期較長。
【發明內容】
[0004]技術問題:為解決現有觀察手段操作繁瑣，效率較低等問題，本發明提供一種通過雙氧水處理觀察銅箔表面石墨烯形核及生長情況的方法。
[0005]技術方案:
本發明的觀測金屬基底表面石墨烯形核及生長情況的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟:
O配制質量濃度為10%-40%的雙氧水溶液；
2)將生長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，然后在光學顯微鏡下觀察石墨烯形核及生長情況。
[0006]所述的金屬基底為銅箔或鎳箔。
[0007]所述的石墨烯層數包含單層至多層。
[0008]所述的雙氧水溶液質量濃度為30%。
[0009]本發明的觀測金屬基底表面石墨烯形核及生長情況的方法的原理如下:雙氧水具有強氧化性，可氧化銅箔等金屬使其變色。而石墨烯則不會與雙氧水反應。未被石墨烯覆蓋或者石墨烯晶界處的銅箔會被氧化而變色，而被石墨烯覆蓋保護的銅箔則不變色。通過銅箔表面石墨烯覆蓋區和暴露區之間的顏色對比，可以觀察石墨烯在銅箔表面的形核及生長情況，如形核密度，晶粒大小及形狀等。
[0010]有益效果:相比較于其他觀測銅箔表面石墨烯形核及生長情況的方法，本方法效率很高(只需要數分鐘處理時間)，操作極其簡便(只需要配置一定濃度的雙氧水溶液，配合顯微鏡即可實現觀測)，且效果非常明顯(石墨烯保護和非保護區域的銅箔顏色差別非常大)。
【附圖說明】
[0011]圖1是采用雙氧水處理后，銅箔(含部分生長的單層石墨烯晶粒)表面的500倍光學顯微鏡圖片。其中，白色區域為單層石墨烯形核區域，暗黃色區域為無石墨烯保護而被雙氧水氧化的銅箔。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
本發明所設計的通過雙氧水處理銅箔觀察石墨烯形核及生長情況的方法，包括如下步驟:
O配制質量濃度為30%的雙氧水溶液。
[0013]2)將生長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)在光學顯微鏡下觀察石墨烯在銅箔表面的生長及形核情況。
[0016]如圖1所示，采用雙氧水處理后，可以看出銅箔(含部分生長的單層石墨烯晶粒)表面有兩種區域，白色區域為單層石墨烯形核區域，暗黃色區域為無石墨烯保護而被雙氧水氧化的銅箔。石墨烯保護和非保護區域的銅箔顏色差別非常大。
【主權項】
1.一種觀測金屬基底表面石墨烯形核及生長情況的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟: O配制質量濃度為10%-40%的雙氧水溶液； 2)將生長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，然后在光學顯微鏡下觀察石墨烯形核及生長情況。
2.根據權利要求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.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的石墨烯層數包含單層至多層。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的雙氧水溶液質量濃度為30%。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的浸泡時間為2分鐘。
【專利摘要】本發明提供了一種觀測金屬基底表面石墨烯形核及生長情況的方法，所述的方法包括如下步驟：1）配制質量濃度為10%-40%的雙氧水溶液；2）將生長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，然后光學顯微鏡下觀察石墨烯形核及生長情況，所述的金屬基底為銅箔或鎳箔。本發明具有如下有益效果：相比較于其他觀測銅箔表面石墨烯形核及生長情況的方法，本方法效率很高（只需要數分鐘處理時間），操作極其簡便（只需要配置一定濃度的雙氧水溶液，配合顯微鏡即可實現觀測），且效果非常明顯（石墨烯保護和非保護區域的銅箔顏色差別非常大）。
【IPC分類】G01N21-78, G01N1-30
【公開號】CN104568554
【申請號】CN201410845587
【發明人】丁榮, 梁錚, 倪振華, 陳玉明, 袁文軍
【申請人】泰州巨納新能源有限公司, 泰州石墨烯研究檢測平臺有限公司, 上海巨納科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月31日