可以是與重力方向(-Y方向)交叉(例如垂直)的方向。
[0081]如果通過(guò)將所述基板以豎立狀態(tài)布置來(lái)合成石墨烯，則合成出的石墨烯的面阻特性可更加優(yōu)良。在基板豎直延伸的狀態(tài)下通過(guò)化學(xué)氣相沉積法合成石墨烯的過(guò)程中，高溫的氣氛使得基板的顆粒(grain)增加。例如，當(dāng)把銅用作基板時(shí)，銅的顆粒增加，銅顆粒的增加將營(yíng)造出可均勻合成石墨烯的環(huán)境。
[0082]另外，將最外層基板布置成面向第一輔助加熱部110。
[0083]然后，可通過(guò)氣體供應(yīng)部140注入諸如氦、氬的惰性氣體和/或用于使金屬薄板的表面維持潔凈狀態(tài)的諸如氫的非反應(yīng)氣體。在此，氣體供應(yīng)部140沿基板豎立的方向被布置，于是可將氣體有效地供應(yīng)到多個(gè)基板1、2、3之間的各個(gè)間隔。
[0084]在注入氛圍氣體之后，利用主加熱部130加熱基板1、2、3和第一輔助加熱部110以及第二輔助加熱部120。如果在主加熱部130所釋放的輻射熱的影響下第一輔助加熱部110、第二輔助加熱部120以及基板1、2、3的溫度充分升高，則在基板1、2、3以及第一輔助加熱部110和第二輔助加熱部120所釋放的熱量的影響下在內(nèi)部空間I中形成對(duì)于石墨烯的合成而言充分的溫度。例如，內(nèi)部空間I和基板1、2、3的溫度約可以達(dá)到300攝氏度或1000攝氏度或者其以上。
[0085]然后，通過(guò)氣體供應(yīng)部140供應(yīng)包含碳的氣體，即反應(yīng)氣體。在此，配備于與氣體供應(yīng)部140相對(duì)的一側(cè)的排出部150也是沿著基板豎立的方向被布置，S卩，以與排列多個(gè)基板的方向交叉的方向被布置，因此可從一側(cè)利用氣體供應(yīng)部140供應(yīng)反應(yīng)氣體，并從另一側(cè)利用排出部150排出氣體，從而可以使反應(yīng)氣體有效地流經(jīng)基板之間的空間。另外，當(dāng)以與排列多個(gè)基板的方向垂直的方向進(jìn)行布置時(shí)，氣體供應(yīng)部140的噴嘴存在于多個(gè)基板之間，從而可以使氣體的流動(dòng)變得順暢。反應(yīng)氣體從輔助空間I中獲取能量而被分解為合成石墨稀所需的狀態(tài)。
[0086]反應(yīng)氣體在經(jīng)過(guò)高溫的內(nèi)部空間I時(shí)，將會(huì)與基板1、2、3 ( S卩，表面被活化的基板)的表面接觸，在此過(guò)程中分解的反應(yīng)氣體被表面得到活化的基板所吸收并生長(zhǎng)出石墨烯結(jié)晶。
[0087]本實(shí)施例中對(duì)借助于主加熱部130而加熱基板1、2、3之后供應(yīng)含碳?xì)怏w的情形進(jìn)行了說(shuō)明，然而本發(fā)明并不局限于此。例如，可在主加熱部130釋放輻射熱之前、釋放輻射熱之時(shí)、或者釋放輻射熱之后供應(yīng)含碳?xì)怏w。即，可在供應(yīng)含碳?xì)怏w之前運(yùn)行主加熱部130，或者在供應(yīng)含碳?xì)怏w的同時(shí)運(yùn)行主加熱部130，或者在供應(yīng)含碳?xì)怏w之后運(yùn)行主加熱部 130。
[0088]已描述了如下的情形，S卩，主加熱部130照射的輻射熱為近紅外線(xiàn)波長(zhǎng)帶的光，并因此基板1、2、3以及第一輔助加熱部110和第二輔助加熱部120被加熱，內(nèi)部空間I通過(guò)被加熱的基板1、2、3以及第一輔助加熱部110和第二輔助加熱部120釋放的熱量而被加熱，并使含碳?xì)怏w被分解；然而本發(fā)明并不局限于此情形。
[0089]作為本發(fā)明的另一實(shí)施例，主加熱部130不僅發(fā)射近紅外線(xiàn)波長(zhǎng)帶的光，而且還可以發(fā)射包含中紅外線(xiàn)和/或可見(jiàn)光波長(zhǎng)帶的光。在此情況下，由主加熱部130發(fā)射的近紅外線(xiàn)波長(zhǎng)帶的光如上所述地將能量供應(yīng)給基板1、2、3以及第一輔助加熱部10和第二輔助加熱部120，并且內(nèi)部空間I因被加熱的基板1、2、3以及第一輔助加熱部110和第二輔助加熱部120而變熱。與此同時(shí)，由主加熱部130發(fā)射的中紅外線(xiàn)和/或可見(jiàn)光波長(zhǎng)帶的光可對(duì)供應(yīng)到內(nèi)部空間I的含碳?xì)怏w進(jìn)行加熱。
[0090]換言之，含碳?xì)怏w可通過(guò)從因基板1、2、3以及第一輔助加熱部110和第二輔助加熱部120而被加熱的內(nèi)部空間I的熱量、以及中紅外線(xiàn)和/或可見(jiàn)光波長(zhǎng)帶的光中獲取能量而被分解。于是，內(nèi)部空間I中的石墨烯合成反應(yīng)可在短時(shí)間內(nèi)更加活躍地執(zhí)行。
[0091]已參考圖中所示的實(shí)施例而說(shuō)明本發(fā)明，然而這只是示例性的，不難理解如果是本技術(shù)領(lǐng)域中具有普通知識(shí)的人員就能夠由此導(dǎo)出多樣的變形形態(tài)及其他等價(jià)實(shí)施例。因此，本發(fā)明的真正的技術(shù)保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由權(quán)利要求書(shū)的技術(shù)思想確定。
[0092]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0093]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于大量合成高品質(zhì)石墨烯的石墨烯合成裝置及利用該裝置的石墨烯合成方法，從而可實(shí)現(xiàn)石墨烯的商用化，并可將本發(fā)明的實(shí)施例應(yīng)用于包含石墨烯的透明電極、活性層以及具備這些物體的顯示元件、電子元件、光電元件、蓄電池、太陽(yáng)能電池等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石墨烯合成裝置，包括: 腔室，定義用于安置按其各個(gè)面相互面向地布置的多個(gè)基板的內(nèi)部空間； 氣體供應(yīng)部，將含碳?xì)怏w供應(yīng)到所述內(nèi)部空間； 主加熱部，向所述內(nèi)部空間照射輻射熱； 第一輔助加熱部，對(duì)應(yīng)于所述主加熱部而被布置為面向所述基板的一個(gè)表面，且將所述輻射熱轉(zhuǎn)化為對(duì)流熱并將轉(zhuǎn)化的對(duì)流熱釋放到所述內(nèi)部空間；以及 多個(gè)第二輔助加熱部，在所述多個(gè)基板之間的各個(gè)間隔中被布置為面向所述基板的至少一個(gè)表面，并在吸收所述輻射熱和所述對(duì)流熱而被加熱之后將熱量釋放到所述內(nèi)部空間。2.如權(quán)利要求1所述的石墨烯合成裝置，其中，所述多個(gè)第二輔助加熱部中的至少一個(gè)第二輔助加熱部形成有至少一個(gè)貫穿孔。3.如權(quán)利要求2所述的石墨烯合成裝置，其特征在于，所述第二輔助加熱部包含多個(gè)孔，所述孔以如下方式布置: 當(dāng)把所述第二輔助加熱部的一個(gè)表面劃分成四個(gè)四分之一面時(shí)，各個(gè)所述四分之一面相互對(duì)稱(chēng)。4.如權(quán)利要求1所述的石墨烯合成裝置，其中，所述多個(gè)第二輔助加熱部中的至少一個(gè)具有網(wǎng)格形狀。5.如權(quán)利要求1所述的石墨烯合成裝置，其中，所述第二輔助加熱部由涂覆了石墨或氧化膜的物質(zhì)構(gòu)成。6.如權(quán)利要求1所述的石墨烯合成裝置，其中，所述多個(gè)第二輔助加熱部的數(shù)量少于所述多個(gè)基板的數(shù)量。7.如權(quán)利要求1所述的石墨烯合成裝置，其中，所述多個(gè)基板和所述多個(gè)第二輔助加熱部的排列方向是與重力方向交叉的方向或垂直的方向。8.如權(quán)利要求7所述的石墨烯合成裝置，其中，還包括: 排出部，用于將所述內(nèi)部空間的所述氣體排出到外部， 其中，所述氣體供應(yīng)部和所述排出部以與所述多個(gè)基板的排列方向交叉的方向被布置。9.一種石墨烯合成方法，其特征在于，包括如下步驟: 將多個(gè)基板安置于腔室的內(nèi)部空間； 對(duì)所述內(nèi)部空間進(jìn)行減壓； 將氛圍氣體注入到所述內(nèi)部空間； 將含碳?xì)怏w供應(yīng)到所述內(nèi)部空間；以及 照射用于加熱所述基板的輻射熱， 其中，在安置所述基板的步驟中，在所述多個(gè)基板之間的各個(gè)間隔，將多個(gè)輔助加熱部布置為面向所述基板的至少一個(gè)表面。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種石墨烯合成裝置，包括：腔室，定義用于安置多個(gè)基板的內(nèi)部空間，其中，所述多個(gè)基板被布置為其各個(gè)面相互面對(duì)；氣體供應(yīng)部，將含碳?xì)怏w供應(yīng)到所述內(nèi)部空間；主加熱部，向所述內(nèi)部空間照射輻射熱；第一輔助加熱部，對(duì)應(yīng)于所述主加熱部而被布置為面向所述基板的一個(gè)表面，且將所述輻射熱轉(zhuǎn)化為對(duì)流熱并將轉(zhuǎn)化的對(duì)流熱釋放到所述內(nèi)部空間；多個(gè)第二輔助加熱部，被布置為在所述多個(gè)基板之間的各個(gè)間隔中且面向所述基板的至少一個(gè)表面，并在吸收所述輻射熱和所述對(duì)流熱而被加熱之后將熱量釋放到所述內(nèi)部空間。
【IPC分類(lèi)】C01B31/02, B01J19/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105246588
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380071641
【發(fā)明人】元棟觀, 尹鍾赫
【申請(qǐng)人】韓華泰科株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2013年8月26日
【公告號(hào)】WO2014115942A1