[發(fā)明專利]一種石墨烯轉(zhuǎn)移方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410170167.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN103935992A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱玉銳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫格菲電子薄膜科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B31/04
• 分類號(hào): C01B31/04
• 代理公司: 北京中恒高博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249
• 代理人: 陸菊華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石墨烯領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯由生長基體向目標(biāo)基體轉(zhuǎn)移的方法。

背景技術(shù)

石墨烯是碳原子按六角結(jié)構(gòu)緊密堆積成的單原子層二維晶體，除了具有優(yōu)異的光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)等特性，石墨烯的載流子表現(xiàn)出類似于光子的行為，本征遷移率可達(dá)到2×10⁵?cm²/(V·S)（J.?Appl.?Phys.?2011,?109,?093702.）。自從發(fā)現(xiàn)石墨烯以來，由于其優(yōu)異的機(jī)械、電子和熱穩(wěn)定性能，石墨烯在電子器件、電極、電容器、傳感器及復(fù)合材料方面應(yīng)用受到人們廣泛重視，成為當(dāng)前國際熱門研究領(lǐng)域。為了實(shí)現(xiàn)其潛在應(yīng)用，首要任務(wù)是如何解決化學(xué)氣相沉積法生長的石墨烯轉(zhuǎn)移中出現(xiàn)的缺陷，及石墨烯與目標(biāo)基底附著力較差等問題，影響石墨烯的應(yīng)用。

目前，常見轉(zhuǎn)移石墨烯的方法有PMMA，PDSM等方法，這類轉(zhuǎn)移石墨烯的共同點(diǎn)是首先將石墨烯轉(zhuǎn)移到PMMA或PDMS上，然后在轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基底上，除去PMMA或PDMS，簡稱兩步法轉(zhuǎn)移，這種轉(zhuǎn)移方法得到的石墨烯缺陷多，方阻較高的問題，另外附著力也較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的克服現(xiàn)有轉(zhuǎn)移方法造成石墨烯方阻高、附著力差的問題，提供一種降低方阻和提高附著力的石墨烯轉(zhuǎn)移方法。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下：

一種石墨烯轉(zhuǎn)移方法，將生長在襯底上的石墨烯轉(zhuǎn)移至目標(biāo)基體上，包括如下步驟：

(1)在石墨烯和/或目標(biāo)基體表面涂一層導(dǎo)電膠，然后將生長在襯底上的石墨烯與目標(biāo)基體貼合；

(2)貼合后，烘烤使導(dǎo)電膠固化，再除去襯底。

進(jìn)一步，所述導(dǎo)電膠主要由10-98wt%的膠粘劑和1-30wt%的導(dǎo)電填料組成。

進(jìn)一步，所述膠粘劑優(yōu)選為熱固性膠粘劑。

進(jìn)一步，所述導(dǎo)電填料為納米金屬材料或?qū)щ娋酆衔铮{米金屬材料如納米銀、納米金、納米銅等，導(dǎo)電聚合物如聚3,4-乙撐二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）、聚3,4-乙撐二氧噻吩（PEDOT）、聚苯乙烯磺酸（PSS）、聚苯胺（PAIN）、聚吡咯(PPy)、聚噻吩（PTh）、聚乙炔（PAC）、聚對(duì)苯撐乙炔(PPV)等。上述導(dǎo)電填料可單獨(dú)或混合使用。

所述導(dǎo)電膠中還可添加分散劑等助劑。

進(jìn)一步，所述目標(biāo)基體為為柔性基體或硬質(zhì)基體。

進(jìn)一步，所述柔性基體為聚苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）或聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）。

進(jìn)一步，所述硬質(zhì)基體為硅片或玻璃。

進(jìn)一步，步驟(1)導(dǎo)電膠涂抹厚度為0.05-50μm，優(yōu)選為1-20μm。導(dǎo)電膠可以采用任何已知的涂抹方式涂于目標(biāo)基體上，例如旋涂、噴涂、刮涂等。

進(jìn)一步，步驟(2)所述烘烤的溫度為40～200℃，優(yōu)選60～150℃，進(jìn)一步優(yōu)選80～110℃。

步驟(2)烘烤使導(dǎo)電膠固化的時(shí)間控制在0.1～180?min，優(yōu)選5～60?min，進(jìn)一步優(yōu)選10～40min。

進(jìn)一步，步驟(2)除去襯底的方法包括鼓泡法、腐蝕法或機(jī)械剝離法。所述腐蝕法可以是化學(xué)腐蝕法或電化學(xué)腐蝕法。

在襯底上生長石墨烯的方法可采用已知的現(xiàn)有技術(shù)，如“石墨烯外延生長及其器件應(yīng)用研究進(jìn)展”王霖等，無機(jī)材料學(xué)報(bào)，2011年10月，第26卷第10期第1009-1019頁，綜合介紹了在各種襯底（如SiC、Ru、Ni、Ir、Pt、Cu、Co等）上生長石墨烯的方法，對(duì)于具體生長過程可參考相應(yīng)的文獻(xiàn)，在此不多述。

與現(xiàn)有PMMA或PDSM轉(zhuǎn)移方法相比，本發(fā)明轉(zhuǎn)移石墨烯的方法步驟少，操作簡單，節(jié)約成本，導(dǎo)電膠有一定的膠粘性，固化后可提高目標(biāo)基體與石墨烯的結(jié)合力，同時(shí)可以明顯減少轉(zhuǎn)移過程對(duì)石墨烯所產(chǎn)生的缺陷，從而明顯降低石墨烯的方阻。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

一種石墨烯轉(zhuǎn)移方法，包括以下步驟：

（1）在目標(biāo)基體PET上刮涂一層導(dǎo)電銀膠（含10wt%銀納米顆粒的熱固性樹脂膠粘劑），厚度3μm，得到的PET/導(dǎo)電膠方阻為350Ω/□，透光率89%；

（2）利用銅箔作為生長襯底按常規(guī)的氣相沉積法制備石墨烯層，將長有石墨烯層的銅箔用玻璃展平；

（3）將步驟(1)的PET/導(dǎo)電膠貼附于步驟(2)的生長在銅箔上的石墨烯層表面；

（4）然后于110℃烘烤30min，使導(dǎo)電膠完全固化；