[發明專利]一種用于二維材料反復轉移的貼膜及制備、使用方法

在審

• 申請號: 201811202904.7
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109454944A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 張瑩瑩;夏凱倫
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B32B7/12
• 分類號: B32B7/12;B32B27/06;B32B27/36;B32B9/02;B32B9/00;B32B9/04;B32B37/24;B32B37/00;C01B32/194;C23C16/01
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發明提供了一種用于二維材料反復轉移的貼膜，包括：基膜和設置于所述基膜表面的聚合物層；所述基膜與所述聚合物層接觸的表面具有粘性，所述基膜加熱到預設溫度時粘性失效；所述聚合物層可溶于有機溶液，且在所述有機溶液揮發后形成固體薄膜。本發明還提供了該用于二維材料反復轉移的貼膜的制備、使用方法。該貼紙通過在基膜上設置聚合物層，實現了干法轉移任意基底上的二維材料，具有二維材料轉移快速、無損、平整和便捷的優點，簡化了二維材料轉移的工序，縮短了轉移的時間，提高了轉移的便利性；同時，還可以有效揭除被轉移至目標基底上的二維材料，實現二維材料的反復轉移。

技術領域

本發明涉及納米科學和低維材料制備技術領域，特別涉及一種用于二維材料反復轉移的貼膜及制備、使用方法。

背景技術

自2004年英國曼徹斯特大學的教授首次采用機械剝離法得到二維石墨烯薄膜后，引起了世界科學家對二維材料關注的熱潮。二維材料是指厚度在兩個維度的非納米尺度下自由運動的材料。例如，人們在金屬基底表面生長的石墨烯、氮化硼等，在硅片基底表面生長的過渡金屬二硫化物(TMD) 材料等。由于尺寸已經接近電子的相干長度，二維材料的性質和塊體材料也發生了很大的變化，加上納米材料具有大表面的特殊效應，因此具有獨特的磁性、光學、導熱、導電等特性。納米材料這些獨特的性質，使其在微電子、醫學、航天、環境以及生物技術等領域具有廣泛的應用。

在二維材料的應用中，由于二維材料自身厚度很小，限制了其獨立的轉移到目標基底表面，因此需要輔助轉移二維材料至目標基底表面。目前常用的方法是濕法轉移，即在二維材料的表面涂覆有機膠,烘干后用刻蝕液刻蝕掉基底，然后去除有機膠。濕法轉移過程中，操作復雜，二維材料表面涂覆的有機膠為納米級厚度，在刻蝕掉基底之后的漂洗和撈起來過程中，很容易引起褶皺和破損，產生缺陷，不利于轉移之后的二維材料的應用。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種用于二維材料反復轉移的貼膜，通過在基膜上設置聚合物層，實現了干法轉移任意基底上的二維材料，具有二維材料轉移快速、無損、平整和便捷的優點，簡化了二維材料轉移的工序，縮短了轉移的時間，提高了轉移的便利性；同時，還可以有效揭除被轉移至目標基底上的二維材料，實現二維材料的反復轉移。

為解決上述技術問題，本發明實施例的第一方面提供了一種用于二維材料反復轉移的貼膜，包括：基膜和設置于所述基膜表面的聚合物層；所述基膜與所述聚合物層接觸的表面具有粘性，所述基膜加熱到預設溫度時粘性失效；所述聚合物層可溶于有機溶液，且在所述有機溶液揮發后形成固體薄膜。

進一步地，所述聚合物層的材料為聚甲基丙烯酸甲酯、石蠟或松香。

進一步地，所述聚合物層的厚度為30nm-2000nm。

進一步地，所述基膜為熱解離膠帶。

本發明實施例的第二方面提供了一種上述貼膜的制備方法，包括如下步驟：

S110，在表面光滑的平整基底的表面涂覆聚合物層；

S120，將所述基膜具有粘性的一面覆蓋于所述聚合物層上表面；

S130，將設置有所述聚合物層和所述基膜的所述表面光滑的平整基底置于真空腔體中，排除所述表面光滑的平整基底和所述基膜之間的氣泡；

S140，揭去所述基膜，得到所述貼膜。

進一步地，所述在表面光滑的平整基底的表面涂覆聚合物層采用旋涂、刮涂、輥涂、浸涂或噴涂工藝。

進一步地，所述表面光滑的平整基底的材料為石英、硅片、玻璃片或云母。

本發明的第三方面提供了一種上述貼膜的使用方法，包括如下步驟：

S210，提供位于初始基底上的二維材料；