【手続補正書】
【提出日】平成27年12月24日(2015.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層または多層グラフェンの多結晶および単結晶を作製する方法であって、
常圧で互いに流体連通している蒸着前領域と蒸着領域とを含む化学蒸着チャンバを提供する工程と、
前記化学蒸着チャンバを通って移動する連続した銅基材を提供する工程と、
常圧の前記化学蒸着チャンバの前記蒸着前領域に、水素ガスの存在下、前記銅基材を通して、前記銅基材をアニールする工程と、
前記化学蒸着チャンバの前記蒸着領域と同延のノズル開口部で炭化水素ガスおよび緩衝ガスを導入し、前記蒸着前領域から流出する水素ガスと前記ノズル開口部で混合して、常圧の反応ガス混合物を前記蒸着領域に形成する工程と、
前記銅基材が前記蒸着領域において前記反応ガス混合物と連続的に反応するように、前記ノズル開口部で炭化水素ガスを導入しながら前記化学蒸着チャンバの前記蒸着領域に前記銅基材を通す工程であって、六角形の結晶粒を含む単層または多層グラフェンが形成されるように前記反応ガス混合物は０〜２０Ｔｏｒｒ（０〜２．６６６４×１０３Ｐａ）の水素ガス分圧と０．００１〜１０Ｔｏｒｒ（１．３３３２×１０−１〜１．３３３２×１０３Ｐａ）の炭化水素ガス分圧とを有し、前記水素ガスは前記蒸着前領域において前記銅基材のアニールに寄与し且つ前記蒸着領域において活性な表面結合炭素種の形成に寄与する工程と、
前記銅基材を、前記化学蒸着チャンバから連続的に取り出す工程であって、取り出された前記銅基材が、六角形の結晶粒を含む前記単層または多層グラフェンを担持している工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記炭化水素ガスが、約２３ｍＴｏｒｒ〜約１００ｍＴｏｒｒ（３．０６６４Ｐａ〜１．３３３２×１０Ｐａ）で、約３０ｐｐｍのメタンガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記銅基材を、多結晶グラフェンまたは単結晶グラフェンとともに、前記化学蒸着チャンバから連続的に取り出す工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記六角形の結晶粒が、約３μｍ〜約１０００μｍの平均粒径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
グラフェンの連続した多層の数が２〜６である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
赤外線ランプまたはプラズマアークランプを用いて、前記銅基材を約１０００℃まで加熱する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
誘導コイルを用いて、前記銅基材を加熱する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
グラフェンを合成する方法であって、
常圧で互いに流体連通している蒸着前領域と蒸着領域とを含む化学蒸着チャンバを提供する工程と、
前記化学蒸着チャンバを通って移動する連続した触媒基材を提供する工程と、
常圧の前記化学蒸着チャンバの前記蒸着前領域内の水素ガス中で、水素ガスの存在下、前記触媒基材を通過させながら、前記触媒基材をアニールする工程と、
前記化学蒸着チャンバの前記蒸着領域と同延のノズル開口部で炭化水素ガスおよび緩衝ガスを導入し、前記蒸着前領域から流出する水素ガスと前記ノズル開口部で混合して、常圧の反応ガス混合物を前記蒸着領域に形成する工程と、
アニールされた前記触媒基材が前記反応ガス混合物と連続的に反応するように、前記ノズル開口部で炭化水素ガスを導入しながら前記化学蒸着チャンバの前記蒸着領域に前記触媒基材を通す工程であって、前記反応ガス混合物は約１０ｍＴｏｒｒ〜約１０Ｔｏｒｒ（１．３３３２Ｐａ〜１．３３３２×１０３Ｐａ）の炭化水素分圧と約０Ｔｏｒｒ〜約２０Ｔｏｒｒ（０Ｐａ〜２．６６６４×１０３Ｐａ）の水素ガス分圧とを有し、前記水素ガスは前記蒸着前領域において前記触媒基材のアニールに寄与し且つ前記蒸着領域において活性な表面結合炭素種の形成に寄与する工程と、
前記触媒基材を、前記化学蒸着チャンバから連続的に取り出す工程であって、取り出された前記触媒基材が、六角形の結晶粒を含む単層または多層グラフェンを担持している工程と、
を含む方法。
【請求項９】
前記炭化水素ガスが、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエンおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記炭化水素ガスが、約２３ｍＴｏｒｒ〜約１００ｍＴｏｒｒ（３．０６６４Ｐａ〜１．３３３２×１０Ｐａ）の分圧を有し、且つ前記水素ガスが、約１０Ｔｏｒｒ〜約２０Ｔｏｒｒ（１．３３３２×１０３Ｐａ〜２．６６６４×１０３Ｐａ）の分圧を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記触媒基材が銅箔を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記触媒基材をアニールする工程が、前記触媒基材を約１０００℃まで徐々に加熱する工程を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記触媒基材を加熱する工程が、プラズマアークランプ、抵抗炉、赤外線ランプおよび誘導コイルのうちの１つを用いて行われる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記化学蒸着チャンバ内の常圧を維持するために、前記緩衝ガスが、ヘリウムを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
合成された前記グラフェンを、ポリマー基材または誘電体基材に結合させる工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
合成された前記グラフェンを、前記ポリマー基材または前記誘電体基材に結合させた後、前記触媒基材を分離する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
グラフェンを合成する方法であって、
常圧で互いに流体連通している蒸着前領域と横方向に延在する蒸着領域とを含む化学蒸着チャンバを提供する工程と、
常圧の前記化学蒸着チャンバの前記蒸着前領域に、連続した銅基材を通す工程と、
前記化学蒸着チャンバの前記蒸着前領域内で、前記銅基材を通過させながらＨ２ガス中で前記銅基材をアニールする工程と、
前記化学蒸着チャンバの前記蒸着領域と同延のノズル開口部で炭化水素ガスおよび緩衝ガスを導入し、前記蒸着前領域から流出する水素ガスと前記ノズル開口部で混合して、常圧の反応ガス混合物を前記蒸着領域に形成する工程と、
前記銅基材が前記蒸着領域において前記反応ガス混合物と連続的に反応して、アニールされた前記銅基材上に多結晶グラフェンまたは単結晶グラフェンが形成されるように、前記ノズル開口部で炭化水素ガスを導入しながら前記化学蒸着チャンバの前記蒸着領域にアニールされた前記銅基材を通す工程であって、前記炭化水素ガスは約２３ｍＴｏｒｒ〜約１００ｍＴｏｒｒ（３．０６６４Ｐａ〜１．３３３２×１０Ｐａ）の分圧を有し、前記Ｈ２ガスは約１０Ｔｏｒｒ〜約２０Ｔｏｒｒ（１．３３３２×１０３Ｐａ〜２．６６６４×１０３Ｐａ）の分圧を有し、前記Ｈ２ガスは前記蒸着前領域において前記銅基材のアニールに寄与し且つ前記蒸着領域において活性な表面結合炭素種の形成に寄与する工程と、
前記銅基材を、前記化学蒸着チャンバから連続的に取り出す工程であって、取り出された前記銅基材が、六角形の結晶粒を含む単層または多層グラフェンを担持している工程と、
を含む方法。
【請求項１８】
炭化水素分圧に対するＨ２分圧の比が４００を超える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記銅基材を、多結晶グラフェンまたは単結晶グラフェンとともに、前記化学蒸着チャンバから連続的に取り出す工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記銅基材をアニールする工程が、前記銅基材を約１０００℃まで徐々に加熱する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
アニールされた前記銅基材が、炭化水素ガスに少なくとも５分間曝露されてから、前記化学蒸着チャンバから取り出される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記六角形の結晶粒が、約３μｍ〜約２０μｍの平均粒径を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記炭化水素ガスが、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８およびＣ４Ｈ１０からなる群から選択される、請求項１７に記載の方法。