[發明專利]一種石墨烯與基底之間的界面黏著能的測量方法

有效

• 申請號: 201811375472.X
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109507108B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 張茜;許超宸;亢一瀾;仇巍;杜紅志;于新童
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

本發明公開了一種石墨烯與基底之間界面黏著能的測量方法。所述測量方法包括：將石墨烯轉移至待測基底的表面，將所述石墨烯以及所述待測基底通過粘接劑制作成多層復合結構的雙懸臂梁待測試件；設置初始剝離速率，對雙懸臂梁待測試件施加位移載荷進行剝離實驗，得到剝離后的雙懸臂梁待測試件；使用萬用電表結合光譜法，對所述剝離后的雙懸臂梁待測試件進行檢測，確定最優剝離速率；在所述最優剝離速率下，剝離所述雙懸臂梁待測試件，確定所述石墨烯與所述基底之間的界面黏著能。采用本發明所提供的測量方法能夠提高界面黏著能測量精度。

技術領域

本發明涉及黏著能測量領域，特別是涉及一種石墨烯與基底之間的界面黏著能的測量方法。

背景技術

隨著石墨烯柔性電子器件等新技術的發展，宏觀尺寸的石墨烯材料被廣泛應用于各類微電子功能器件的新領域。石墨烯與基底材料的界面黏著能是石墨烯電子元器件制作流程中轉移環節的核心參數，甚至決定了器件的質量與使用壽命；因此，界面黏著能這一表征界面強度的力學參數，在石墨烯的工業應用中備受關注，發展便于在工程中推廣應用的石墨烯-基底界面黏著能的標準測量方法，具有重要的科學意義與明確的工程應用背景。

雙懸臂梁剝離法是實驗測定石墨烯-基底界面黏著能的有效手段，該方法對于實驗器械的要求較低，實驗操作簡單，因此，其規范化的操作流程便于工業界的推廣與應用。但是，雙懸臂梁法測量黏著能存在著突出的問題，即實驗結果分散性大，相同的石墨烯與基底材料，由于不同的實驗參數設置，如剝離速率的選擇，測量所得的黏著能值存在相當大的差異，差異甚至可達一到兩個量級，降低了黏著能測量的精度，若剝離速率選擇錯誤，測量結果甚至不正確。

發明內容

本發明的目的是提供一種石墨烯與基底之間的界面黏著能的測量方法，以解決現有技術中黏著能測量精度低的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種石墨烯與基底之間的界面黏著能的測量方法，包括：

將石墨烯轉移至待測基底的表面，將所述石墨烯以及所述待測基底通過粘接劑制作成多層復合結構的雙懸臂梁待測試件；

設置初始剝離速率，對所述雙懸臂梁待測試件施加位移載荷進行剝離實驗，得到剝離后的雙懸臂梁待測試件；

使用萬用電表結合光譜法，對所述剝離后的雙懸臂梁待測試件進行檢測，確定最優剝離速率；

在所述最優剝離速率下，剝離所述雙懸臂梁待測試件，確定所述石墨烯與所述基底之間的界面黏著能。

可選的，所述將石墨烯轉移至待測基底的表面，將所述石墨烯以及所述待測基底通過粘接劑制作成多層復合結構的雙懸臂梁待測試件，具體包括：

將所述石墨烯通過濕法轉移到所述待測基底中心，所述石墨烯以及所述待測基底界面之間依靠范德華力相互黏著吸附；

將所述石墨烯的一側吸附在所述待測基底的一側，將第一玻璃條通過粘性膠帶粘貼在所述待測基底的另一側；

另取一個與所述待測基底尺寸相同的備用待測基底；所述備用待測基底未吸附有石墨烯；

將所述石墨烯的另一側通過粘接劑粘接在所述備用待測基底的一側；

在所述備用待測基底的另一側粘貼第二玻璃條，制作成多層復合結構的雙懸臂梁待測試件。

可選的，所述石墨烯為氣相沉積法制備的單層石墨烯；所述單層石墨烯為納米薄膜材料的一種，所述納米薄膜材料還可以為二硫化鉬。

可選的，所述待測基底為聚對苯二甲酸類塑料、其他塑料材料、銅以及硅等。

可選的，所述粘接劑為紫外線速干膠。