一種倍增式制備石墨烯的夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石墨烯制備技術領域，尤其涉及一種倍增式制備石墨烯的夾具。
【背景技術】
[0002]石墨烯是碳原子按照sp2雜化成鍵構成的蜂窩狀單層碳材料，其特殊的晶體結構賦于了石墨烯許多優異的物理性質，如室溫量子霍爾效應、高載流子迀移速率、高熱導率、長程彈道輸運性質等。這些優異的物理性質使得石墨烯成為最具潛力的電子材料之一。
[0003]目前，制備石墨烯的方法主要包括機械剝離法、SiC晶體外延生長法、氧化石墨還原法及在過渡金屬上的化學氣相沉積法。機械剝離法主要用于實驗室制備高質量石墨烯樣品，但是制備出來的石墨烯尺寸較小、層數難以控制，且產量低。SiC晶體外延生長法可以制備出大尺寸多層石墨烯，由于SiC單晶價格昂貴，從而導致其制備成本較高。氧化石墨還原法可以制備出大量多層石墨烯，但是分離石墨烯的不同層數較困難，且制備得到的石墨烯尺寸小、質量差。目前制備大面積高質量石墨烯的方法主要是在銅、鎳等金屬薄膜上的化學氣相沉積法。
[0004]現有石墨烯的CVD法制備過程中，石墨烯生長基底一般直接置于石英管內部，高溫下石墨烯生長基底極易發生形變，與石英管壁發生粘連，造成石墨烯成品率的降低；由于加熱設備的空間有限，限制了單次生長的石墨烯薄膜的大小和數量，而且對現有加熱設備的空間利用率不高，造成了資源的浪費。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能避免在石墨烯生長過程中石墨烯生長基底出現褶皺并且能充分利用加熱設備的空間的倍增式制備石墨烯的夾具。
[0006]本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:一種倍增式制備石墨烯的夾具，包括兩個支撐架和若干水平支撐棒，兩個所述支撐架相對的平行設置，所述水平支撐棒的兩端分別與兩個支撐架的上部固定，若干所述水平支撐棒互相平行且水平的均勻間隔設置，若干所述水平支撐棒均垂直于兩個所述支撐架。
[0007]本實用新型的有益效果是:本實用新型的倍增式生長石墨烯用支架，結構簡單，易于加工，成本較低，且易于裝樣，適合于工業化生產，且生長過程中金屬催化劑不會產生褶皺，大大提高石墨烯產品的合格率，適合中小面積的石墨烯樣品的批量化生產。
[0008]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。
[0009]進一步，若干所述水平支撐棒的上方設有兩個生長基底支撐棒。
[0010]進一步，所述支撐架上設有通孔。
[0011]采用上述進一步方案的有益效果是:在支撐架上設置通孔，能保證制備石墨烯的過程中工藝氣流的流通。
[0012]進一步，所述支撐架的豎直截面為方形或梯形或底部為半圓形。
[0013]采用上述進一步方案的有益效果是:支撐架采用不同的形狀可以滿足在不同的石英管中能保證夾具能平穩放置。
[0014]進一步，所述支撐架、所述水平支撐棒和所述生長基底支撐棒的材質為耐高溫硬質材料或在硬質材料表面旋涂耐高溫層，如:石英、碳纖維、剛玉、耐高溫陶瓷、碳化硅、氮化硅中的一種或多種的組合。
[0015]采用上述進一步方案的有益效果是:采用耐高溫的硬質材料或旋涂耐高溫層的硬質材料制造第一支撐架、第二支撐架、水平支撐棒和生長基底支撐棒能避免高溫環境中夾具發生變形而影響石墨烯的制備。
[0016]進一步，相鄰的所述水平支撐棒之間的間距為5-10mm。
[0017]采用上述進一步方案的有益效果是:相鄰的水平支撐棒的間隔設置為5-10mm既能保證支撐架上能有足夠的空間放置更多的水平支撐棒，又能避免間隔距離太小而導致石墨稀生長基底粘結。
[0018]采用該夾具制備石墨烯的方法為:
[0019]將石墨烯生長基底切片，將每片切好的石墨烯基底分別直接掛在所述水平支撐棒上;
[0020]將裝載有石墨烯生長基底的夾具放置于石墨烯生長裝置中，采用化學氣相沉積法沉積石墨烯薄膜；
[0021]待石墨烯生長完成后，將夾具從石墨烯生長裝置中取出，石墨烯生長基底從夾具上取下，即得生長有石墨烯的石墨烯生長基底。
[0022]還可以在若干所述水平支撐棒的上方設置兩個生長基底支撐棒，并在切好的石墨烯基底片的上部相對應的位置打兩個孔，將兩個所述生長基底支撐棒分別穿過所述石墨烯基底上部的兩個孔后放置在所述水平支撐棒上，所述石墨烯基底位于相鄰的兩個水平支撐棒之間。
[0023]所述步驟一中，可以直接將所述切好的石墨烯基底分別直接掛在所述水平支撐棒上。
[0024]所述步驟一中，所述石墨烯生長基底為材質為銅、鎳、鐵、鈷、鉑、釕中的一種或它們之間任意幾種組合組成的合金的箔材。
[0025]本方法的有益效果是:本方法采用上述夾具制備石墨烯，生長過程中金屬催化劑不會產生褶皺，大大提高石墨烯產品的合格率，適合中小面積的石墨烯樣品的批量化生產。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型一種倍增式制備石墨烯的夾具的第一種實施例的結構示意圖；
[0027]圖2為本實用新型一種倍增式制備石墨烯的夾具的第二種實施例的結構示意圖；
[0028]圖3為本實用新型一種倍增式制備石墨烯的夾具第一種實施例裝載石墨烯生長基底的不意圖；
[0029]圖4為本實用新型一種倍增式制備石墨烯的夾具第二種實施例裝載石墨烯生長基底的不意圖；
[0030]圖5為本實用新型采用第一種實施例中的夾具制備石墨烯的流程圖；
[0031]圖6為本實用新型采用第二種實施例中的夾具制備石墨烯的流程圖；
[0032]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0033]1、支撐架，2、生長基底支撐棒，3、水平支撐棒，4、通孔，5、石墨烯基底。
【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0035]具體實施例一
[0036]一種倍增式制備石墨烯的夾具，包括兩個支撐架I和若干水平支撐棒3，兩個所述支撐架I相對的平行設置，所述水平支撐棒3的兩端分別與兩