[發(fā)明專利]一種石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510292023.9
• 申請(qǐng)日: 2015-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN104944417A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳吉;盧光遠(yuǎn);吳天如;王慧山;張學(xué)富;王浩敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): C01B31/04
• 分類號(hào): C01B31/04;C01B21/064
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米科學(xué)和低維材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)的制備方法。

背景技術(shù)

石墨烯/氮化硼異質(zhì)結(jié)以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)成為納米科學(xué)最活躍的研究領(lǐng)域之一，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、環(huán)保、能源、航空、納米電子學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。六角氮化硼是石墨烯的等電子體，具有與石墨烯相同的層狀結(jié)構(gòu)，由sp²雜化的B原子和N原子交替占據(jù)六方網(wǎng)格頂點(diǎn)，且六角氮化硼在(0001)面上不存在懸掛鍵，與石墨烯的晶格失配僅為1.7％。尤其六角氮化硼作為石墨烯器件的襯底絕緣層，由于其原子級(jí)平整的界面，石墨烯在六角氮化硼襯底上具有與懸空的石墨烯相當(dāng)?shù)倪w移率。

但目前在將過(guò)渡金屬上制備的石墨烯轉(zhuǎn)移到過(guò)渡金屬上生長(zhǎng)的氮化硼上，連續(xù)轉(zhuǎn)移過(guò)程中使用濕法化學(xué)轉(zhuǎn)移，缺陷不可避免的被引入，石墨烯和氮化硼的上下表面的微觀結(jié)構(gòu)的破損極大地降低了石墨烯電子遷移率。理想的轉(zhuǎn)移技術(shù)應(yīng)具有如下特點(diǎn)：1)確保轉(zhuǎn)移后的石墨烯、氮化硼、石墨烯/氮化硼結(jié)構(gòu)完整、無(wú)損。2)在轉(zhuǎn)移過(guò)程中對(duì)石墨烯、氮化硼、石墨烯/氮化硼無(wú)污染。3)工藝穩(wěn)定，具有重復(fù)性。

因此，如何提供一種石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)的制備方法，以避免多次轉(zhuǎn)移過(guò)程中對(duì)石墨烯、氮化硼的表面污損，得到高質(zhì)量的石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)重要技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)的制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中濕法轉(zhuǎn)移制備的石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)質(zhì)量不好的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)的制備方法，所述石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)的制備方法包括以下步驟：

S1：在熱釋放膠帶上粘附石墨烯；

S2：將所述熱釋放膠帶表面粘附有所述石墨烯的一面貼合到氮化硼上；

S3：加熱使所述熱釋放膠帶失去粘性，然后揭去所述熱釋放膠帶，得到石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)。

可選地，所述石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)的制備方法包括以下步驟：

S1：在熱釋放膠帶上粘附石墨烯；

S2：提供表面形成有氮化硼的第一襯底，將所述熱釋放膠帶表面粘附有所述石墨烯的一面貼合到所述氮化硼上，形成熱釋放膠帶-石墨烯-氮化硼-第一襯底結(jié)構(gòu)；然后將熱釋放膠帶-石墨烯-氮化硼結(jié)構(gòu)從所述第一襯底上剝離，并覆蓋到目標(biāo)襯底上；

S3：加熱使所述熱釋放膠帶失去粘性，然后揭去所述熱釋放膠帶，得到位于所述目標(biāo)襯底上的石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)。

可選地，于所述步驟S2中，通過(guò)化學(xué)氣相沉積法在所述第一襯底上生長(zhǎng)得到所述氮化硼。

可選地，所述第一襯底包括Cu、Ni或Pt。

可選地，所述石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)的制備方法包括以下步驟：

S1：在熱釋放膠帶上粘附石墨烯；

S2：在另一熱釋放膠帶上粘附氮化硼；

將所述熱釋放膠帶粘附有所述氮化硼的一面貼合到目標(biāo)襯底上；

加熱使所述氮化硼上的熱釋放膠帶失去粘性，然后揭去所述氮化硼上的熱釋放膠帶，形成氮化硼-目標(biāo)襯底結(jié)構(gòu)；

將粘附有所述石墨烯的熱釋放膠帶覆蓋到所述氮化硼表面，得到熱釋放膠帶-石墨烯-氮化硼-目標(biāo)襯底結(jié)構(gòu)；

S3：加熱使所述熱釋放膠帶-石墨烯-氮化硼-目標(biāo)襯底結(jié)構(gòu)中的熱釋放膠帶失去粘性，然后揭去所述熱釋放膠帶，得到位于所述目標(biāo)襯底上的石墨烯-氮化硼異質(zhì)結(jié)。

可選地，于所述步驟S2中，在另一熱釋放膠帶上粘附氮化硼的方法為機(jī)械剝離法。

可選地，通過(guò)機(jī)械剝離法在另一熱釋放膠帶上粘附氮化硼薄膜包括以下步驟：將氮化硼粉體粘貼在熱釋放膠帶上，多次對(duì)折熱釋放膠帶，層層剝離氮化硼粉體，直至熱釋放膠帶上留下預(yù)設(shè)層數(shù)的氮化硼。

可選地，所述目標(biāo)襯底包括石英、藍(lán)寶石或柔性襯底。

可選地，于所述步驟S1中，在熱釋放膠帶上粘附石墨烯包括以下步驟：

提供第二襯底，通過(guò)化學(xué)氣相沉積法在所述第二襯底上生長(zhǎng)石墨烯；

將所述熱釋放膠帶貼合于所述石墨烯表面，形成熱釋放膠帶-石墨烯-第二襯底結(jié)構(gòu)；

將熱釋放膠帶-石墨烯結(jié)構(gòu)從所述第二襯底上剝離。

可選地，所述第二襯底包括Cu、Ni或Pt。

可選地，于所述步驟S1中，在熱釋放膠帶上粘附石墨烯的方法為機(jī)械剝離法。