[發明專利]真空石墨烯轉移裝置及真空石墨烯轉移方法

有效

• 申請號: 201811109110.6
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN108821273B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 劉忠范;彭海琳;李楊立志;孫祿釗;張金燦;賈開誠;劉曉婷
• 申請（專利權）人: 北京石墨烯研究院;北京大學
• 主分類號: C01B32/194
• 分類號: C01B32/194
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 袁禮君;闞梓瑄

本發明提供一種真空石墨烯轉移裝置及真空石墨烯轉移方法，真空石墨烯轉移裝置包括殼體、升降機構、支撐凸臺以及加熱裝置。殼體內部具有真空腔體，升降機構設于殼體并包括可升降地設于真空腔體內的壓板，石墨烯薄膜固定于壓板底部。支撐凸臺設于真空腔體內且位于壓板下方，目標基底固定于支撐凸臺上。加熱裝置，設于真空腔體內且連接于支撐凸臺，加熱裝置用于通過支撐凸臺加熱目標基底。其中，真空石墨烯轉移裝置通過升降機構將石墨烯薄膜下壓至目標基底上，并通過加熱裝置加熱，將石墨烯薄膜轉移至目標基底。從而實現提高石墨烯轉移的完整度，同時降低了石墨烯水氧摻雜，具有重要的應用價值。

技術領域

本公開涉及石墨烯薄膜轉移領域，具體而言，涉及一種真空石墨烯轉移裝置和方法。

背景技術

石墨烯作為單原子層厚度的二維材料，具有優異的力學、熱學、電學、光學性質，因此被認為具有良好的應用前景。目前，借助于化學氣相沉積法，人們已經可以在金屬基底(例如銅)上生長出大面積高質量的石墨烯薄膜。然而，石墨烯只有轉移到特定功能基底上才能得到實際應用。

目前，傳統的濕法刻蝕轉移的步驟一般為：(1)將金屬基底上生長的石墨烯懸涂一層高聚物；(2)將石墨烯薄膜置于刻蝕液中對金屬基底進行刻蝕；(3)將刻蝕過后的石墨烯薄膜進行清洗；(4)使用目標功能基底撈取石墨烯薄膜，隨后晾干除膠。

該類方法存在著一些不足：轉移過程中石墨烯下表面容易殘留小氣泡，較難除去，因而影響轉移完整度；同時除去轉移之后不同批次石墨烯薄膜之間的完整度差異較大；轉移過程中對石墨烯存在較為嚴重的水氧摻雜，從而致使石墨烯的狄拉克點發生較為嚴重的偏移，影響器件的電學表現。因此，發展一種提高石墨烯轉移完整度，降低石墨烯水氧摻雜的方法尤為重要。

發明內容

本公開的一個主要目的在于克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種能夠提高石墨烯轉移之后完整度同時降低了石墨烯水氧摻雜的真空石墨烯轉移裝置。

本公開的另一個主要目的在于克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種能夠提高石墨烯轉移之后完整度同時降低了石墨烯水氧摻雜的真空石墨烯轉移方法。

為實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

根據本公開的一個方面，提供一種真空石墨烯轉移裝置，用以將石墨烯薄膜轉移至目標基底，所述真空石墨烯轉移裝置包括殼體、升降機構、支撐凸臺以及加熱裝置。殼體內部具有真空腔體，升降機構設于所述殼體并包括可升降地設于所述真空腔體內的壓板，所述石墨烯薄膜固定于所述壓板底部。支撐凸臺設于所述真空腔體內且位于所述壓板下方，所述目標基底固定于所述支撐凸臺上。加熱裝置，設于所述真空腔體內且連接于所述支撐凸臺，所述加熱裝置被配置為通過所述支撐凸臺加熱所述目標基底。其中，所述真空石墨烯轉移裝置被配置為，通過所述升降機構將石墨烯薄膜下壓至所述目標基底上，并通過所述加熱裝置加熱，將所述石墨烯薄膜轉移至所述目標基底。

根據本公開的其中一個實施方式，所述殼體包括罩筒以及上法蘭和下法蘭。罩筒呈筒狀結構，上法蘭和下法蘭分別封閉所述罩筒的頂部筒口和底部筒口；其中，所述罩筒與所述上法蘭和所述下法蘭共同界定出所述真空腔體。

根據本公開的其中一個實施方式，所述升降機構包括套體以及螺桿。套體設于所述殼體頂部且具有沿豎直方向開設的螺孔。螺桿穿設于所述螺孔并與所述套體螺紋配合，所述螺桿具有頂端和底端，所述頂端向上伸出于所述套體，所述底端向下伸入所述真空腔體并連接于所述壓板的中心位置。其中，所述升降機構被配置為通過旋轉所述螺桿，而使所述螺桿帶動所述壓板升降。

根據本公開的其中一個實施方式，所述螺桿的底端通過軸承可旋轉地連接于所述壓板，所述升降機構還包括至少一根導桿，所述導桿豎直設于所述真空腔體并穿設于所述壓板，所述導桿被配置為在所述壓板隨所述螺桿升降時對所述壓板導向。

根據本公開的其中一個實施方式，所述螺桿的頂端設有旋鈕。