[發明專利]一種用屏幕膜和覆膜機疊加轉移大面積石墨烯的方法

有效

• 申請號: 201310289987.9
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103332682A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 呂鵬;張梓晗
• 申請（專利權）人: 合肥微晶材料科技有限公司
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及石墨烯的轉移方法，尤其是涉及累加轉移大面積石墨烯的方法。

背景技術

2004年，石墨烯橫空出世，轟動世界。如今對石墨烯的研究熱度依然不減。制備出高質量的石墨烯只是石墨烯合成上的發展與進步，要使石墨烯真正在應用領域有所突破，那么石墨烯合成后如何從銅箔基底上將石墨烯無損的轉移下來也是一個重要的環節，因為只有將石墨烯轉移至與器件相匹配的目標基底上，石墨烯才能很好地應用于器件，器件的最終性能取決于由此得到的石墨烯的優劣，因此，石墨烯的發展應用及前景與其轉移技術是密不可分的。但是，目前石墨烯的轉移技術還不夠完善，這就在一定程度上限制了石墨烯的應用和發展。以銅箔為基底的石墨烯的轉移方法主要包括：1.“濕法刻蝕”轉移法：此方法難以轉移較大面積石墨烯，且在累加轉移多層的時候容易脫落；2.“roll-to-roll”轉移法：此方法熱釋放膠帶的膠殘存比較嚴重，會破壞石墨烯的性能，另外對操作人員的技術要求較高，操作不當會使石墨烯部分不能釋放，導致轉移的石墨烯破裂，影響石墨烯的完整性；在累加多層轉移的時候，由于殘存膠的現象，使得轉移的層數越多殘存膠越多，對石墨烯的潔凈度有很大影響；3.“電化學轉移”法，又稱鼓泡發：此方法不能轉移大面積石墨烯，且其要作為電極的一端，轉移的完整性不好；此外，本方法不能累加轉移石墨烯，只能轉移一次；4.“干法轉移”法:此方法很難實現較大面積的轉移，且干法轉移最大的弊端就是完整性很差，很難得到大面積較完整的石墨烯；此外，本方法也不能實現累加轉移石墨烯，只能轉移一次）。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種用屏幕膜和覆膜機疊加轉移大面積石墨烯的方法，以期可以無損的多次疊加轉移石墨烯。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明用屏幕膜和覆膜機疊加轉移大面積石墨烯的方法，其特點在于按如下步驟進行：

a、將上表面生長有石墨烯的銅箔剪裁至面積不大于100cm×100cm，將面積不小于所述銅箔的屏幕膜覆蓋在所述銅箔的上表面；用覆膜機的滾軸在所述屏幕膜上加壓，使屏幕膜粘附在銅箔上表面的石墨烯上，形成銅箔/石墨烯/屏幕膜的復合結構；

b、將所述銅箔/石墨烯/屏幕膜的復合結構以所述屏幕膜朝上放入銅箔刻蝕液中刻蝕，去除銅箔基底，形成漂浮在銅箔刻蝕液表面的石墨烯/屏幕膜的復合層；然后將所述石墨烯/屏幕膜的復合層轉移到去離子水中清洗并在室溫下自然晾干，晾干時間不少于10分鐘。

c、將石墨烯/屏幕膜的復合層以石墨烯朝下放在目標基底上，將覆膜機加熱到120℃-160℃，用覆膜機的滾軸將石墨烯/屏幕膜的復合層和目標基底滾壓在一起，石墨烯與屏幕膜分離并轉移到目標基底上，調整覆膜機的滾軸速度使滾壓過程的時間為20-100秒；

d、以轉移有一層石墨烯的目標基底作為第二次轉移的目標基底，重復步驟a、b和c，在目標基底的一層石墨烯上覆蓋第二層石墨烯，依次類推，直至在目標基底上轉移n層石墨烯，n不大于15。

本發明用屏幕膜和覆膜機疊加轉移大面積石墨烯的方法，其特點也在于：

所述覆膜機為硅膠滾軸的覆膜機或硅膠滾軸的塑封機。

所述銅箔刻蝕液為質量濃度為1%-20%的過硫酸銨的水溶液。

所述目標基底為氧化硅基底、硅基底、PET基底或玻璃基底。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明通過屏幕膜和覆膜機實現了石墨烯的大面積轉移，且通過重復操作可以在目標基底上疊加轉移多層石墨烯，方法簡單易于操作，且所使用的儀器價格低廉；

2、本發明方法轉移的石墨烯表面完整性好。

附圖說明

圖1為本發明實施例1在PET基底上轉移1層石墨烯的照片；

圖2為本發明實施例2在氧化硅基底上轉移12層石墨烯的照片。

具體實施方式

實施例1

本實施例用屏幕膜和覆膜機在PET基底上疊加轉移了1層大面積石墨烯，具體步驟為：

a、將上表面生長有石墨烯的銅箔剪裁至面積為7cm×10cm，將面積為8cm×12cm的屏幕膜覆蓋在銅箔的上表面；用覆膜機的滾軸在屏幕膜上加壓，使屏幕膜粘附在銅箔上表面的石墨烯上，形成銅箔/石墨烯/屏幕膜的復合結構；銅箔可以根據需要剪裁成任意大小。