[發(fā)明專利]一種石墨烯電極的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710316136.7
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107230615B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王欣然;何道偉;吳冰;呂未;施毅
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L29/45;H01L29/417
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

1.石墨烯電極的制備與轉(zhuǎn)移方法，其特征是，包括如下步驟：1）在化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中生長石墨烯，并將石墨烯轉(zhuǎn)移到平整干凈的襯底表面；2）用紫外臭氧對石墨烯進行表面處理，并根據(jù)需要對石墨烯進行摻雜，然后在石墨烯表面沉積圖形化金屬作為支撐層得到金屬／石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)電極；3）在顯微鏡下，利用探針操作，將金屬／石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)電極從襯底轉(zhuǎn)移到晶體管溝道上，形成晶體管的接觸電極；

3-1）劃斷條帶狀金屬／石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)電極，用細探針操作，掀起圖形化金屬即金屬／石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)電極的一角，石墨烯會粘附在金屬下表面，與襯底分離；

3-2）用粗探針操作，蘸取少量銦鎵合金作為膠，粘住被掀起金屬／石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)電極的一角，將電極挑起，挑離襯底表面；

3-3）通過顯微鏡觀察，將電極放到包括晶體管溝道上的目標位置，即完成了一個石墨烯電極的轉(zhuǎn)移；

3-4）重復(fù)以上3-1）至3-3）步驟完成所有電極的轉(zhuǎn)移。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯電極的制備與轉(zhuǎn)移方法，其特征是，

步驟1）中化學(xué)氣相沉積生長石墨烯的方法如下：將拋光后的銅箔剪成若干小塊，放進管式石英爐內(nèi)并抽真空，之后通入H₂、Ar、CH₄混合氣體，其中H₂的流量為200sccm，Ar的流量為380sccm，CH₄的流量為200sccm；然后將爐體升溫至1035℃并維持2小時，最后關(guān)閉加熱并取出銅箔，便在銅箔上得到石墨烯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯電極的制備與轉(zhuǎn)移方法，其特征是，步驟1）中，轉(zhuǎn)移石墨烯的方法如下：在生長過石墨烯的金屬箔上旋涂PMMA并剪成小塊，粘貼到膠帶上；將膠帶放入FeCl₃/HCl混合溶液，腐蝕金屬箔，隨后進行數(shù)次水洗、H₂O₂/HCl混合稀溶液酸洗，再把膠帶貼合到襯底上，加熱烘干；然后除去膠帶，將覆蓋有石墨烯的襯底先后放入丙酮、乙酸中浸泡，最后在H₂/Ar氛圍下用350℃退火30分鐘。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯電極的制備與轉(zhuǎn)移方法，其特征是，步驟2）中，對石墨烯進行摻雜：將覆蓋有石墨烯后的襯底用丙酮浸泡，取出吹干，然后在紫外臭氧環(huán)境下處理20-30分鐘，得到P型摻雜的石墨烯，摻雜程度與處理時間有關(guān)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯電極的制備與轉(zhuǎn)移方法，其特征是，圖形化金屬的沉積借助掩膜版，采用不破壞石墨烯的真空熱蒸鍍、磁控濺射或電子束蒸鍍沉積方法，金屬層是金、銀、鋁、鈷、鎳、鈀、鉑以及它們的多層結(jié)構(gòu)或者合金，金屬層的厚度為80-200納米。