在玻璃和其他電介質(zhì)基材上的不含金屬的石墨烯cvd涂層的制作方法
【專利摘要】用于形成石墨烯的不含催化劑的CVD方法。方法涉及將基材放在反應(yīng)室內(nèi)，將基材加熱至600?1100℃的溫度，以及將碳前體引入室內(nèi)從而在基材表面上形成石墨烯層。方法不使用等離子體或金屬催化劑來形成石墨烯。
【專利說明】在玻璃和其他電介質(zhì)基材上的不含金屬的石墨稀CVD涂層
[0001] 本申請根據(jù)35U.S.C. §120,要求2014年2月18日提交的美國申請序列第14/182819 號的優(yōu)先權(quán)，本文W該申請為基礎(chǔ)并將其全文通過引用結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】 [000^ 領(lǐng)域
[0003] 本文一般地設(shè)及用于形成石墨締薄膜的方法，更具體地，設(shè)及用于直接在電介質(zhì) 基材上形成石墨締層的CVD途徑。
[0004] 技術(shù)背景
[0005] 石墨締是碳的二維同素異形體。石墨締的結(jié)構(gòu)包括W致密封裝蜂窩陣列排列的 sp2雜化的碳原子的平面單片。石墨締中的碳碳鍵長度約為0.14化m。石墨締單層的示意圖 如圖1所示。
[0006] 基本上來說，石墨締是石墨的孤立原子平面。作為二維晶體材料，石墨締具有獨(dú)特 的性質(zhì)，包括高的本征遷移率(200，000cm2V-is-i)、楊氏模量(約1，1 OOGh)、抗斷強(qiáng)度(42Nm -1)、斷裂強(qiáng)度(約125G化）、導(dǎo)熱率(約5000Wm-iK-i)、表面積(2,630m2g-i)和約為97%的透光 率。由于此類顯著特性，石墨締具有廣泛的潛在應(yīng)用，從納米電機(jī)械共振器和高性能場效應(yīng) 晶體管到清潔能源裝置、傳感器和抗菌產(chǎn)品。
[0007] 首先通過高度取向的熱解石墨化0PG)的機(jī)械剝離來分離出石墨締。目前眾所周知 的是，當(dāng)石墨磨損，例如當(dāng)用鉛筆繪畫時，產(chǎn)生石墨片的小碎片。還可通過在低壓(約10^托） 下，將碳源(例如碳化娃)加熱至高溫(〉ll〇〇°C)W使其還原成石墨，經(jīng)由碳分離來獲得石墨 締。
[000引缺乏大規(guī)模合成路徑來W低成本生產(chǎn)高質(zhì)量的石墨締已經(jīng)明顯妨礙其發(fā)展。因 此，開發(fā)形成大面積石墨締的經(jīng)濟(jì)方法會是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 根據(jù)本文的實(shí)施方式，用于形成石墨締的方法包括:將基材放在反應(yīng)室內(nèi)，將基材 加熱至600°C至1000°C的溫度，將碳前體引入到室內(nèi)并在基材表面上形成石墨締層，其中， 基材不含金屬催化劑W及室在形成過程中不含等離子體。
[0010] 石墨締涂覆的基材包括：電介質(zhì)基材(例如玻璃陶瓷或玻璃-陶瓷基材及形成 與電介質(zhì)基材的表面直接接觸的石墨締層。
[0011] 在W下的詳細(xì)描述中提出了本發(fā)明的主題的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和 優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言根據(jù)所作描述即容易理解，或者通過實(shí)施包括W下詳細(xì)描 述、權(quán)利要求書W及附圖在內(nèi)的本文所述的本發(fā)明的主題而被認(rèn)識。
[0012] 應(yīng)理解，前面的一般性描述和W下的詳細(xì)描述給出了本發(fā)明的主題的實(shí)施方式， 用來提供理解要求保護(hù)的本發(fā)明的主題的性質(zhì)和特性的總體評述或框架。包括的附圖提供 了對本
【發(fā)明內(nèi)容】
的進(jìn)一步的理解，附圖被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。附圖 W圖示形式說明了本發(fā)明的內(nèi)容各種實(shí)施方式，并與描述一起用來解釋本
【發(fā)明內(nèi)容】
的原理 和操作。此外，附圖和說明僅僅是示例性的，并不試圖w任意方式限制權(quán)利要求的范圍。
【附圖說明】
[0013] 當(dāng)結(jié)合W下附圖閱讀下面對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的詳細(xì)描述時，可對其形成最 好的理解，附圖中相同的結(jié)構(gòu)用相同的附圖標(biāo)記表示，其中：
[0014] 圖1是根據(jù)一個實(shí)施方式的石墨締的示意圖；
[0015] 圖2顯示形成在氧化娃基材上的石墨締層的拉曼光譜；
[0016] 圖3是石墨締顆粒尺寸與乙烘暴露時間的關(guān)系圖；
[0017]圖4是拉曼R/2D強(qiáng)度比例與總乙烘暴露的關(guān)系圖；
[0018] 圖5顯示在不同壓力條件和生長時間下，在1000°C下形成在氧化娃（Si〇2)基材上 的石墨締層的拉曼光譜；
[0019] 圖6a和化是石墨締層的原子力顯微(AFM)圖；
[0020] 圖7顯示形成在不同玻璃基材上的石墨締的拉曼光譜；
[0021] 圖8顯示形成在化gleXG⑥玻璃和二氧化娃玻璃上的石墨締的拉曼光譜；
[0022] 圖9是對于根據(jù)一些實(shí)施方式的石墨締層的透射率與波長關(guān)系圖；
[0023] 圖10是不同石墨締層的范德堡薄層電阻的圖；
[0024] 圖11是石墨締薄層電阻與550nm透射率的關(guān)系圖；
[0025] 圖12是各種玻璃基材上的石墨締層的霍爾遷移率圖；
[0026] 圖13顯示形成在堇青石蜂窩基材上的石墨締的拉曼光譜；
[0027] 圖14是根據(jù)一些實(shí)施方式的石墨締涂覆的堇青石晶體的沈Μ顯微圖；
[0028] 圖15是根據(jù)一些實(shí)施方式的形成在堇青石上的石墨締層的沈Μ顯微圖；W及
[0029] 圖16是根據(jù)一些實(shí)施方式的形成在石墨締層中的權(quán)皺的沈Μ顯微圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面更詳細(xì)參考本發(fā)明主題的各種實(shí)施方式，運(yùn)些實(shí)施方式中的一部分在附圖中 示出。在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同或類似的部分。
[0031] 掲示了石墨締在電介質(zhì)基材上的直接CVD生長。在沒有等離子體或金屬催化劑的 情況下進(jìn)行該方法。根據(jù)一些實(shí)施方式，石墨締涂覆的基材包括形成與電介質(zhì)基材的表面 直接接觸的石墨締層?；目蒞包括玻璃、陶瓷或者玻璃-陶瓷。
[0032] 不同于常規(guī)層轉(zhuǎn)移方法，本文的CVD方法設(shè)及較少的加工步驟，運(yùn)使得對于石墨締 層或石墨締-基材界面的潛在污染或破壞最小化。例如，石墨締-基材界面可W不含分子被 吸附物，例如水或徑基基團(tuán)。在一些實(shí)施方式中，在石墨締-基材界面處的此類分子被吸附 物的濃度小于0.5原子％。本文的CVD方法可用于在平面和非平面基材(包括具有凹或凸特 征的基材，例如多孔基材和蜂窩基材)上形成良好粘附的石墨締層。
[0033] 石墨締基本是一個原子厚度的石墨層。在石墨締結(jié)構(gòu)中，碳原子相互共價鍵合。如 圖1所示，多個碳原子可W形成六元環(huán)作為典型重復(fù)單元。石墨締還可包括五元環(huán)和/或屯 元環(huán)。因此，石墨締呈現(xiàn)作為共價鍵合（sp2雜化)碳原子的單層或多層。石墨締層厚度可W 約為0.34nm(單層)至10化m(多層）。在一些實(shí)施方式中，石墨締層可W包括高至100原子層 的碳。因此，除了單層、雙層和Ξ層石墨締之外，石墨締層可W包括N原子層的碳，其中，4《N 《100。
[0034] 通過碳前體的熱分解形成石墨締層。示例性碳前體包括乙烘、乙締和甲燒。乙烘， 其具有相對低離解溫度，被用于數(shù)個實(shí)驗(yàn)中，在不使用等離子體的情況下在非金屬催化的 基材上沉積石墨締。在一些實(shí)施方式中，基材不含常用于誘發(fā)形成石墨締的金屬催化劑，例 如銅或儀。在一些實(shí)施方式中，在基材上沉積石墨締的過程中，沒有金屬催化劑與基材發(fā)生 物理接觸。
[0035] 在示例性過程中，將基材放在反應(yīng)室內(nèi)并在特定室壓力下將乙烘(或者其他碳前 體）引入室內(nèi)，同時將基材加熱至特定基材溫度。室壓力范圍可W是0.001-760托（例如， 0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20、50、100、200、500或760 托，包括任意前述值之間的范圍），W及在沉積過程中的基材溫度可W是600-110(TC(例如， 600、700、800、900、100或1100°(：，包括任意前述值之間的范圍）?；目蒦包括電介質(zhì)基材， 例如玻璃、陶瓷和玻璃-陶瓷材料。使用所掲示的CVD工藝能夠在許多不同玻璃基材上直接 沉積石墨締。示例性基材包括Eagle XG忠玻璃、康寧公司W(wǎng)illow?玻璃和康寧公司Lotus? 玻璃。不同于由于遮蔽和等離子體滲透限制所導(dǎo)致的近乎瞄準(zhǔn)線（line-of-sight)層生長 的PECVD，熱CVD可用于在基材的孔或通道內(nèi)形成石墨締層。
[0036] 石墨締層可表征為平均厚度5-50皿，W及平均顆粒尺寸10-100皿，例如15-40皿或 者20-30皿。任選地，采用沉積后加熱處理(例如真空加熱處理），可W增加 CVD沉積的石墨締 層的平均顆粒尺寸。沉積后加熱處理可W增加石墨締的傳導(dǎo)率和/或透明度。
[0037] 實(shí)施例
[003引實(shí)施例1:形成在氧化娃玻璃上的石墨締層
[0039] 將烙融Si化玻璃基材切割成測得為1英寸X 1英寸的試樣。通過如下方式對單獨(dú)試 樣進(jìn)行清潔:首先在5N的NH40H中浸沒3分鐘，然后用18ΜΩ水和甲醇交替沖洗。在沖洗之后， 將二氧化娃片插入直徑1英寸的管式爐中。采用機(jī)械累將反應(yīng)室抽真空至5x 10-2托的基礎(chǔ) 壓力。將基材溫度增加至沉積溫度，W及在規(guī)定壓力下將乙烘氣體引入反應(yīng)室。
[0040] 使用拉曼光譜來表征得到的石墨締層。在600-1100°C的基材溫度范圍下，在氧化 娃(Si〇2)基材上形成的石墨締層的拉曼光譜如圖2所示。分別指出了 D、G和2D石墨締峰。
[0041 ] G帶（約ISSOcnfi)和2D帶（約2700cm-i)是石墨締的特性特征。G帶是由于來自石墨 sp2鍵合的平面內(nèi)共振。不希望受限于理論，但是G帶峰的強(qiáng)度與石墨締內(nèi)的石墨結(jié)構(gòu)量成 比例。2D帶源自雙聲子共振拉曼過程，并且與石墨締層的帶結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。D帶提供了石墨 締層內(nèi)的缺陷量的指示。
[00創(chuàng)從D/G帶的強(qiáng)度比，可W通過等式d= (2.4x10-w)A4/(Id/Ig)來確定石墨締顆粒的 尺度，其中，λ = 514ηπι。如圖3所示是各種生長溫度的顆粒尺寸與乙烘暴露時間的關(guān)系圖。在 圖3中，石墨締顆粒尺寸約為17至約27nm，運(yùn)分別對應(yīng)于0.99和0.62的DA；比例。D/G比例可 W 是 0.6-1.5(例如，0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5，包括前述值中的任意 兩個之間的范圍）。
[0043] D2帶的強(qiáng)度與石墨締層的厚度成反比。單層石墨締的特征在于小于1的G/2D比例。 雙層石墨締的特征在于一的G/2D比例。多層石墨締的特征在于大于2的G/2D比例。
[0044] 圖4是對于各種生長溫度的拉曼強(qiáng)度比例(G/2D)與乙烘暴露(壓力乘W時間）的關(guān) 系圖。通常來說，沉積(基材)溫度越高，石墨締顆粒越平坦。在圖4中，最小的G/2D強(qiáng)度比例 是2.1，表明石墨締僅含有數(shù)層碳。
[0045] 如圖5所示是對于0.1-1托的反應(yīng)室壓力W及30-60分鐘的生長時間，在1000°C下， 在氧化娃(Si〇2)基材上形成的石墨締層的拉曼光譜。隨著沉積時間增加，D帶強(qiáng)度下降且D2 帶強(qiáng)度增加，運(yùn)與更大和更平坦的顆粒一致。作為與沉積壓力相關(guān)，2D帶強(qiáng)度在中等壓力 (約0.5托)展現(xiàn)出最大值并且在較低壓力(0.1托)和較高壓力（1托)都下降。
[0046] 圖6a是氧化娃基材上的石墨締層的原子力顯微鏡(AFM)圖。圖化是采用透明膠帶 (Scotch tape)從基材部分剝離的石墨締層的AFM圖。圖6b還顯示了高度曲線。在1000°C的 基材溫度形成石墨締層。圖6a和6b所示的數(shù)據(jù)對應(yīng)于來自圖5的第二跡線(0.5托乙烘;60分 鐘）。石墨締層厚度是10-20nm。
[0047] 實(shí)施例2:形成在不同玻璃基材上的石墨締層
[004引將具有如表1所示組成的含有Si化、Ab化、MgO和化0的高溫玻璃(ARV玻璃)研磨成 玻璃料，并壓成球狀物。球狀物在l000°C燒結(jié)2小時，用作直接石墨締生長的基材。作為ARV 玻璃上形成的石墨締層的對比，在相同條件下，在Si化玻璃、對比Ni涂覆Si化玻璃和對比含 Ni玻璃(AXZ玻璃)基材上生長石墨締。
[0049] 表1:ARV和AXZ玻璃基材組成(摩爾％)
[(K)加]
[0化1 ]
[0052]如圖7所示是在1000°C下在0.5托乙烘中，形成在催化的基材上的對比石墨締層和 形成在非催化的基材上的本發(fā)明石墨締層的拉曼光譜。基材包括：（a)儀涂覆的氧化娃玻 璃，（b)含儀玻璃(AZX)，（C)氧化娃玻璃，W及(d)無儀玻璃(ARV)。形成在儀涂覆的氧化娃玻 璃和含儀玻璃上的石墨締層是比較例。Ni的存在，無論是作為沉積表面上的薄層或者結(jié)合 到玻璃組成中，增加了石墨締顆粒尺寸(較低強(qiáng)度的D帶)和使得顆粒形狀平坦化(較高強(qiáng)度 的2D帶）。形成在ARV玻璃上的石墨締層的質(zhì)量類似于形成在Si化玻璃上的石墨締層的質(zhì) 量。
[0化3]圖8顯示通過CVD在700°C下的10托乙烘中沉積1小時，沉積到康寧公司EagleXG成 玻璃基材和沉積到氧化娃玻璃基材上的石墨締層的類似拉曼光譜。
[0054] 實(shí)施例3:石墨締的電性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)
[0化5] 如圖9所示是采用0.5托的反應(yīng)室壓力，對于5、12和30分鐘的生長時間，在llOCrC， 經(jīng)由乙烘CVD在氧化娃(Si〇2)基材上形成的石墨締層的透射光譜。在550皿，隨著生長時間 增加進(jìn)而層厚度增加，透光率分別從94.46%降低至75.69%降低至63.58%。如圖10所繪制 的是采用0.5托的反應(yīng)室壓力，對于各種生長時間，在llOCrC，經(jīng)由乙烘CVD形成的石墨締層 的范德堡薄層電阻數(shù)據(jù)。圖11是石墨締薄層電阻與550nm透射率的關(guān)系圖。該數(shù)據(jù)表明在 900-110(TC沉積的石墨締層具有相似的質(zhì)量，而在更低溫度形成的層具有較低質(zhì)量。圖12 是各種玻璃基材上的石墨締層的霍爾遷移率數(shù)據(jù)?；魻栠w移率范圍是l-300cm2/Vs。較高的 遷移率與較高的沉積溫度相關(guān)聯(lián)。 障]實(shí)施例4:沉積后的石墨締精煉
[0057]為了改善剛沉積的層的質(zhì)量的目標(biāo)，探究了數(shù)種沉積后方法。在一些實(shí)施方式中， 使用CVD后真空熱處理。在停止碳前體流之后，在反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行熱處理。
[0化引熱處理溫度可 W 是900-1200。(：，例如，900、1000、1100或1200。(：，持續(xù)0.25、0.5或1 小時。例如，對于氧化娃玻璃樣品上的石墨締（其是在l000°C的0.5托的乙烘中沉積30分 鐘），其在1000°C的真空(5x 10-6托)中加熱1小時。拉曼測得的石墨締顆粒尺寸增加近12%， 從 22.5nm 增加到 25.1nm。
[0059] 在一些實(shí)施方式中，剛沉積的石墨締可W用金屬錐覆蓋或者用金屬涂覆的基材覆 蓋，從而使得在沉積后熱處理期間，金屬與石墨締接觸。示例性金屬包括儀或銅。
[0060] 在1000°C的0.5托乙烘中持續(xù)90分鐘，在二氧化娃基材上形成石墨締層。在沉積之 后，在1000°C的真空(5x 10-6托）中加熱石墨締1小時，在該時間段中，石墨締表面用（200nm) Ni涂覆的Si化玻璃、Ni錐或者含儀玻璃覆蓋。使用儀涂覆的玻璃與石墨締接觸的沉積后熱 處理使得石墨締顆粒尺寸從25.5化m增加到26.88nm(5.3% )，W及使用儀錐與石墨締接觸 的沉積后熱處理使得石墨締顆粒尺寸從25.52nm增加到26.73nm(4.7% )。
[0061 ] 實(shí)施例5:遠(yuǎn)端石墨締催化
[0062] 在一些實(shí)施方式中，可W將金屬錐、金屬涂覆的基材或者含金屬基材放在電介質(zhì) 基材的近處，從而使得在石墨締生長過程中，金屬沒有與石墨締或者電介質(zhì)基材發(fā)生物理 接觸。近處指的是，金屬錐、金屬涂覆的基材或者含金屬基材距離電介質(zhì)基材的距離小于 5mm(例如，約0.5、1、2或 5mm)。
[0063] 在900°C的0.5托乙烘中持續(xù)90分鐘，在二氧化娃基材上形成石墨締層。在石墨締 生長過程中，含儀玻璃(AXZ玻璃)放在氧化娃基材的近處。沒有遠(yuǎn)端催化劑的情況下，氧化 娃基材上的石墨締顆粒尺寸為21.75nm，而采用遠(yuǎn)端含儀玻璃的情況下，石墨締顆粒尺寸為 35.12nm〇
[0064] 實(shí)施例6:堇青石蜂窩基材上的源自CVD的石墨締
[0065] 在堇青石蜂窩基材(孔道密度400cpsi，壁厚4密耳)上形成石墨締。示例性沉積條 件是ΙΟΟΟΓ的0.5托的C2出持續(xù)1小時。在整個蜂窩通道和通道壁的孔內(nèi)形成石墨締，其證據(jù) 是蜂窩基材從淺黃色均勻地顏色變化至黑色。在石墨締沉積之后，整個蜂窩基材具有傳導(dǎo) 性。測得的傳導(dǎo)率等于平行玻璃基材上的石墨締層的傳導(dǎo)率，運(yùn)與形成連續(xù)薄膜是一致的。 如圖13所示是來自暴露通道壁表面的拉曼光譜(Α)和來自通道壁的破裂表面的拉曼光譜 (Β)。位于兩個位置，沒有觀察到明顯光譜差異。
[0066] 圖14是石墨締涂覆的堇青石的SEM顯微圖。顯示堇青石結(jié)構(gòu)中的孔800。在圖15的 破裂樣品中，與破裂表面830相鄰，可W看到石墨締層810和堇青石表面820。圖16顯示了石 墨締層810中的權(quán)皺815。在一些實(shí)施方式中，石墨締涂覆了蜂窩體的通道和孔，使得蜂窩體 的通道和孔都保持開放。
[0067] 石墨締涂覆的電介質(zhì)基材，包括石墨締涂覆的蜂窩體基材，可用于各種應(yīng)用，包括 導(dǎo)電和導(dǎo)熱基材，氨儲存、超級電容器電極、電催化劑支承等。
[0068] 除非上下文另外清楚地說明，否則，本文所用的單數(shù)形式的"一個"、"一種"和"該" 包括復(fù)數(shù)指代。因此，例如，對"一種碳前體"的引用包括具有兩種或更多種此類"碳前體"的 例子，除非文本中有另外的明確表示。
[0069] 本文中，范圍可W表示為從"約"一個具體值和/或到"約"另一個具體值的范圍。當(dāng) 表述運(yùn)種范圍時，例子包括自某一具體值始和/或至另一具體值止。類似地，當(dāng)使用先行詞 "約"表示數(shù)值為近似值時，應(yīng)理解，具體數(shù)值構(gòu)成另一個方面。還應(yīng)理解的是，每個范圍的 端點(diǎn)值在與另一個端點(diǎn)值有關(guān)和與另一個端點(diǎn)值無關(guān)時，都是有意義的。
[0070] 除非另有表述，否則都不旨在將本文所述的任意方法理解為需要使其步驟W具體 順序進(jìn)行。因此，當(dāng)方法權(quán)利要求實(shí)際上沒有陳述為其步驟遵循一定的順序或者其沒有在 權(quán)利要求書或說明書中W任意其他方式具體表示步驟限于具體的順序，都不旨在暗示該任 意特定順序。在任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的任意單個或多個特征或方面可W結(jié)合或與任一項(xiàng) 或多項(xiàng)其它權(quán)利要求中所述的任意其它特征或方面置換。
[0071] 還要注意本文關(guān)于將部件"構(gòu)造成"或"使其適于特定的方式起作用的描述。運(yùn) 方面而言，對運(yùn)樣一個組件進(jìn)行"配置成"或"使其適于"是為了具體表現(xiàn)特定的性質(zhì)，或者 W特定的方式起作用，其運(yùn)樣的描述是結(jié)構(gòu)性的描述，而不是對預(yù)期應(yīng)用的描述。更具體 地，本文所述的將組件"構(gòu)造成"或"使其適于"的方式表示該組分現(xiàn)有的物理?xiàng)l件，因此可 W將其看作該組件的結(jié)構(gòu)特征的限定性描述。
[0072] 雖然會用過渡語"包括"來公開特定實(shí)施方式的各種特征、元素或步驟，但是應(yīng)理 解的是，運(yùn)暗示了包括可采用過渡語由"......構(gòu)成"、"基本由......構(gòu)成"描述在內(nèi)的替 代實(shí)施方式。因此，例如，所示的包括玻璃、陶瓷或玻璃-陶瓷的基材的替代實(shí)施方式包括了 由玻璃、陶瓷或玻璃-陶瓷構(gòu)成的基材的實(shí)施方式W及基本由玻璃、陶瓷或玻璃-陶瓷構(gòu)成 的基材的實(shí)施方式。
[0073] 對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見的是，可W在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的 情況下對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變動。因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員可W想到所述實(shí)施方式的融 合了本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的各種改良組合、子項(xiàng)組合和變化，應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明包括所附權(quán)利要 求書范圍內(nèi)的全部內(nèi)容及其等同內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于形成石墨烯的方法，該方法包括： 將基材放在反應(yīng)室內(nèi)； 將所述基材加熱至600-1100 °C的溫度； 將碳前體引入所述室內(nèi)并在所述基材的表面上形成石墨烯層，其中，所述基材不含金 屬催化劑以及所述室在該形成過程中不含等離子體。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基材包括玻璃、陶瓷或玻璃-陶瓷。3. 如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述基材是蜂窩體基材。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述基材加熱至700-1000°C的溫度。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳前體選自乙炔、乙烯和甲烷。6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，室壓力為0.001-760托。7. 如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述石墨烯層的厚度是0.34-100nm。8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)室在該形成過程中不含氫氣。9. 如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括在不暴露于所述碳前體的情況下，在真空 中加熱所述石墨烯層。10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述石墨烯層的近處放置金屬催化劑。11. 一種石墨稀涂覆的基材，該石墨稀涂覆的基材包括： 電介質(zhì)基材；以及 石墨烯層，其形成為與所述基材的表面直接接觸，其中，所述基材包括玻璃、陶瓷或玻 璃-陶瓷。12. 如權(quán)利要求11所述的石墨烯涂覆的基材，其特征在于，所述基材表面不含金屬催化 劑。13. 如權(quán)利要求11所述的石墨稀涂覆的基材，其特征在于，所述石墨稀層不含金屬催化 劑。14. 如權(quán)利要求11所述的石墨烯涂覆的基材，其特征在于，所述石墨烯層的厚度是 0.34-lOOnm。15. 如權(quán)利要求11所述的石墨烯涂覆的基材，其特征在于，所述石墨烯層包括具有兩層 碳原子層的雙層石墨烯層。16. 如權(quán)利要求11所述的石墨烯涂覆的基材，其特征在于，所述石墨烯層包括具有三層 碳原子層的三層石墨烯層。17. 如權(quán)利要求11所述的石墨烯涂覆的基材，其特征在于，所述石墨烯層包括N層碳原 子層，其中，4彡Ν<100。18. 如權(quán)利要求11所述的石墨烯涂覆的基材，其特征在于，所述石墨烯層的顆粒尺寸是 10-100nm〇19. 如權(quán)利要求11所述的石墨烯涂覆的基材，其特征在于，石墨烯-基材界面處的水和 羥基基團(tuán)的總濃度小于0.5原子％。
【文檔編號】A61K33/00GK106029080SQ201580009246
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月13日
【發(fā)明人】劉鑫媛, R·G·曼利, R·M·莫倫納, 宋真
【申請人】康寧股份有限公司