[發(fā)明專(zhuān)利]一種轉(zhuǎn)移石墨烯的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410766062.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104477894A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王姣霞;許林峰;汪偉;劉兆平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C01B31/04
• 分類(lèi)號(hào): C01B31/04
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)移石墨烯的方法。

背景技術(shù)

石墨烯是由碳原子按六角結(jié)構(gòu)所形成的平面單原子層薄膜材料。自2004年首次被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，由于石墨烯具有突出的導(dǎo)熱性能與力學(xué)性能、高電子遷移率、半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)等，石墨烯在電子器件、透明電極、電容器、傳感器及復(fù)合材料方面引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，成為當(dāng)前國(guó)際熱門(mén)研究領(lǐng)域。基于石墨烯的潛在應(yīng)用。將制備得到的石墨烯用于上述領(lǐng)域，通常需要將石墨烯轉(zhuǎn)移到絕緣基體上。

化學(xué)氣相沉積法(CVD)生長(zhǎng)法作為當(dāng)今國(guó)際上制備石墨烯的主流方法，它不受襯底尺寸的限制，設(shè)備簡(jiǎn)單，可以大批量生產(chǎn)。但是，CVD生長(zhǎng)法制備的原始石墨烯是沉積在金屬襯底上的，金屬襯底作為一種導(dǎo)電、非透明基材，影響了石墨烯的應(yīng)用，必須將石墨烯轉(zhuǎn)移至絕緣襯底上。轉(zhuǎn)移后殘留在石墨烯上的殘留物或污染物將降低石墨烯的遷移率，進(jìn)而影響石墨烯的電學(xué)性能。因此，如何保證石墨烯無(wú)損，無(wú)污染的轉(zhuǎn)移到其它柔性、絕緣、高彈性的基材薄膜上，是目前石墨烯廣泛應(yīng)用的一大挑戰(zhàn)，是亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。

目前常用的轉(zhuǎn)移石墨烯方法主要是將沉積有石墨烯的金屬襯底與絕緣基底通過(guò)膠質(zhì)粘結(jié)，再剝離掉襯底。如申請(qǐng)?zhí)枮?01210416963.0的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)的一種轉(zhuǎn)移石墨烯的方法，將CVD法制備的石墨烯薄膜表面上粘附一層熱釋放膠帶作為保護(hù)層，用腐蝕液去掉支撐石墨烯的金屬襯底，將熱釋放膠帶并石墨烯薄膜粘附到壓電薄膜上，加熱去掉熱釋放膠帶，即將石墨烯轉(zhuǎn)移到壓電薄膜上。但此法容易產(chǎn)生膠的殘留，造成石墨烯的污染，進(jìn)而會(huì)影響轉(zhuǎn)移后石墨烯的電學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)移石墨烯的方法，本發(fā)明提供的方法轉(zhuǎn)移后的石墨烯完整、無(wú)污染、無(wú)破損。

本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)移石墨烯的方法，包括以下步驟：

a)采用靜電處理，將目標(biāo)基底與沉積有石墨烯的襯底進(jìn)行粘合，得到襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜；

b)剝離所述襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜中的襯底。

優(yōu)選的，所述靜電處理的電壓為100V～40KV。

優(yōu)選的，所述靜電處理的時(shí)間為1s～10000s。

優(yōu)選的，所述步驟a)具體為：

將目標(biāo)基底靜電處理后貼附于沉積有石墨烯的襯底中石墨烯一側(cè)，形成第一襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜前體；

將第一所述襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜前體進(jìn)行壓合處理，得到襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜。

優(yōu)選的，所述步驟a)具體為：

將目標(biāo)基底貼附于沉積有石墨烯的襯底中石墨烯一側(cè)，壓合處理形成第二襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜前體；

將第二所述襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜膜前體進(jìn)行靜電處理，得到襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜。

優(yōu)選的，所述靜電處理采用靜電產(chǎn)生器進(jìn)行；

所述壓合處理為過(guò)滾壓合處理，所述壓合處理采用覆膜機(jī)進(jìn)行。

優(yōu)選的，所述過(guò)滾壓合處理的速率為0.01m/min～1m/min。

優(yōu)選的，所述靜電產(chǎn)生器包括靜電產(chǎn)生棒，所述靜電產(chǎn)生棒頂端設(shè)置有發(fā)射針；

所述靜電產(chǎn)生棒垂直于所述襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜前體的表面；

所述發(fā)射針的針尖與所述襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜前體的表面的垂直距離為1cm～100cm。

優(yōu)選的，所述壓合處理的壓力為1MPa～5MPa。

優(yōu)選的，所述壓合處理的溫度為30℃～60℃。

本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)移石墨烯的方法，包括以下步驟：a)采用靜電處理，將目標(biāo)基底與沉積有石墨烯的襯底進(jìn)行粘合，得到襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜；b)剝離所述襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜中的襯底。本發(fā)明提供的方法采用靜電力將沉積有石墨烯的襯底與目標(biāo)基底結(jié)合，避免了膠的使用，從而不會(huì)在轉(zhuǎn)移后的石墨烯上留有殘留膠，對(duì)轉(zhuǎn)移后的石墨烯無(wú)污染，且保證了石墨烯的完整性。本發(fā)明提供的方法可以實(shí)現(xiàn)石墨烯的快速、完整無(wú)損、無(wú)污染的轉(zhuǎn)移，且成本低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的方法轉(zhuǎn)移后的石墨烯，方阻在1000Ω/□以下。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例采用的第一靜電處理-壓合裝置；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例采用的第二靜電處理-壓合裝置。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)移石墨烯的方法，包括以下步驟：

a)采用靜電處理，將目標(biāo)基底與沉積有石墨烯的襯底進(jìn)行粘合，得到襯底-石墨烯-目標(biāo)基底復(fù)合膜；