[實(shí)用新型]一種用于化學(xué)氣相沉積方法轉(zhuǎn)移石墨烯薄膜的工裝裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420776045.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN204474755U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘達(dá);史浩飛;邵麗;張鵬飛;余杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶墨希科技有限公司;中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C23C16/26
• 分類號(hào): C23C16/26;C23C16/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種工裝裝置，特別涉及到一種用于化學(xué)氣相沉積方法轉(zhuǎn)移石墨烯薄膜的工裝裝置。

背景技術(shù)

石墨烯是碳原子按sp²雜化軌道組成六角型晶格的單原子層平面薄膜，作為一種新型半導(dǎo)體材料，具有高透光率、高導(dǎo)電率的特點(diǎn)。化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯是利用甲烷等含碳化合物作為碳源，通過碳源在催化基底表面的高溫分解生長得到石墨烯。催化基底一般選用銅、鎳、鉑等過渡金屬元素制成的薄片，由于銅基底在化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯時(shí)表現(xiàn)出獨(dú)特的“自限生長”，因此適用于工業(yè)化大規(guī)模制備單層石墨烯薄膜。目前實(shí)驗(yàn)室主要采用化學(xué)氣相沉積法在催化基底上制備石墨烯薄膜，然后在表面旋涂有機(jī)物支撐層，將帶有支撐層的石墨烯放入刻蝕液中，由于有機(jī)物支撐層密度小，能夠讓薄膜漂浮在刻蝕液的液面上，待催化基底被刻蝕完畢后，將帶有支撐層的石墨烯表面的刻蝕液殘留洗凈，吹干，然后去除表面的支撐層便可用于下一步的石墨烯轉(zhuǎn)移工藝。實(shí)驗(yàn)室所用的石墨烯片的面積一般?在2?cm×2?cm，而工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)所得到生產(chǎn)石墨烯薄膜在切片后的面積至少為25?cm×25?cm，這樣大面積的石墨烯薄膜在表面貼合支撐層特別是熱釋放膠帶或者硅膠膠帶這樣柔軟的支撐層后，若直接放入刻蝕液中進(jìn)行溶解，由于整個(gè)支撐層比較柔軟，特別是在催化基底被溶解后，由于石墨烯層暴露出來，若沒有外在的固定保護(hù)，支撐層容易彎曲變形，導(dǎo)致附著在支撐層上的石墨烯發(fā)生彎曲或者變形，破壞石墨烯的完整性，此外，石墨烯層在刻蝕開始或者結(jié)束后若沒有輔助固定，則在移動(dòng)支撐層時(shí)，容易發(fā)生石墨烯與刻蝕液槽壁發(fā)生碰撞的情況，從而導(dǎo)致石墨烯損傷。為提高石墨烯產(chǎn)品質(zhì)量，需要輔助夾具對(duì)支撐層進(jìn)行固定，從而減少石墨烯層與周圍物體碰撞的可能性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。另外，采用傳統(tǒng)的一片支撐層在刻蝕液表面漂浮的方式，效率低，為有效提高整個(gè)刻蝕液槽的空間利用率，需要一種能夠同時(shí)進(jìn)行多片催化基底進(jìn)行刻蝕的工裝裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于化學(xué)氣相沉積方法轉(zhuǎn)移石墨烯薄膜的工裝裝置，能夠同時(shí)進(jìn)行多個(gè)生長有石墨烯薄膜的催化基底進(jìn)行刻蝕。本實(shí)用新型的用于化學(xué)氣相沉積方法轉(zhuǎn)移石墨烯薄膜的工裝裝置包括底板、與底板固定連接的固定柱、下夾具和上夾具；所述下夾具為一方形凹?jí)K，凹?jí)K兩邊對(duì)應(yīng)設(shè)置有孔，所述凹陷處便于刻蝕液流入用于刻蝕催化基底；所述上夾具為一方形方塊，方形方塊與方形凹?jí)K的長寬尺寸相同，方形方塊上在與方形凹?jí)K相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有孔；所述孔可以穿過固定柱。進(jìn)一步地，所述與底板固定連接的固定柱數(shù)量為6個(gè)；所述下夾具和上夾具上各設(shè)置有6個(gè)孔。進(jìn)一步地，所述與底板固定連接的固定柱為圓形或方形；所述下夾具和上夾具上設(shè)置的孔為圓形或方形。進(jìn)一步地，所述與底板固定連接的固定柱為圓形時(shí)，其直徑為0.1?cm-3?cm。進(jìn)一步地，底板、與底板固定連接的固定柱、下夾具和上夾具均采用PVC（聚氯乙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）、PVDF（聚偏氟乙烯）等耐酸堿腐蝕的工程塑料制成。進(jìn)一步地，所述方形方塊與方形凹?jí)K的厚度均為1?cm-50?cm。

本實(shí)用新型提供的工裝裝置的使用方法如下：

1)?????????取長度為200-400?cm，寬度為200-400?cm的熱釋放膠帶或者硅膠帶作為支撐層，撕開釋放膠層上的保護(hù)膜，然后采用“卷對(duì)卷”方式，取催化基底上有石墨烯的一面與釋放膠層或硅膠層進(jìn)行貼合，催化基底在支撐層中間區(qū)域，其面積要比下夾具的凹處面積小。

2)????????取出夾具，先放置下夾具，然后將支撐層放置在下夾具中間處，貼合在支撐層上的催化基底正好全部暴露在下夾具的凹處，從而保證刻蝕液能夠與全部催化基底相接觸，從而保證催化基底被完全刻蝕。之后，蓋上上夾具，擰好螺絲，固定上夾具和下夾具.

3)????????夾具按照上夾具在上，下夾具在下的方式，依次根據(jù)夾具上的孔套入固定柱中，當(dāng)套完最后一個(gè)夾具后，在固定柱上套上耐腐蝕的橡皮圈，固定整套夾具。然后將整個(gè)裝置放在漏網(wǎng)上，然后隨漏網(wǎng)緩慢放入刻蝕液中，等待催化基底被刻蝕完畢，提起漏網(wǎng)，待裝置不再滴刻蝕液后，將漏網(wǎng)隨工裝裝置送至清洗槽，用清水沖洗干凈。吹干后，取下固定柱上的橡皮圈，再依次取出夾具，擰下螺絲，取出暴露出石墨烯的支撐層。

4)????????將支撐層的石墨烯面與目標(biāo)基底（PET、玻璃、二氧化硅等）進(jìn)行貼合。通過加熱或者剝離方式將支撐層分離，得到表面有石墨烯的目標(biāo)基底。