[發明專利]一種具有有序褶皺應變結構的二維材料及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201811454770.8
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109627476B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 王聰;劉前;杜樂娜;張浩然;張心正
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: C08J7/00
• 分類號: C08J7/00;C23C14/16;C23C14/34;C23C14/58;C08L25/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種具有有序褶皺應變結構的二維材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)在熱塑性高分子薄膜上鍍金屬層，形成金屬/熱塑性高分子雙層薄膜；

(2)通過激光直寫技術，在步驟(1)得到的金屬/熱塑性高分子雙層薄膜上刻寫出預設圖案，得到圖案化的金屬/熱塑性高分子雙層薄膜；

(3)將二維材料轉移至步驟(2)得到的圖案化的金屬/熱塑性高分子雙層薄膜的金屬層上，形成二維材料/金屬/熱塑性高分子三層薄膜；

(4)將步驟(3)得到的二維材料/金屬/熱塑性高分子三層薄膜加熱至所述熱塑性高分子薄膜的玻璃化轉變溫度±50℃，熱處理后得到所述具有有序褶皺應變結構的二維材料；

步驟(3)中所述轉移的方法為：在所述二維材料上覆蓋犧牲層，然后去除所述二維材料的載體材料，得到犧牲層/二維材料雙層薄膜；將所述犧牲層/二維材料雙層薄膜的二維材料層與步驟(2)得到的圖案化的金屬/熱塑性高分子雙層薄膜的金屬層貼合，得到犧牲層/二維材料/金屬/熱塑性高分子四層薄膜；去除所述犧牲層，得到所述二維材料/金屬/熱塑性高分子三層薄膜；

所述犧牲層的材料為聚丙撐碳酸酯。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述二維材料為石墨烯、過渡金屬硫化物、六方氮化硼或拓撲絕緣體。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述熱塑性高分子薄膜的厚度為500nm-2μm。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述熱塑性高分子薄膜的材料為PS、PMMA、PDMS或PVC。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述熱塑性高分子薄膜的材料為PS。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述金屬層的厚度為5-20nm。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述金屬層的厚度為5-10nm。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述金屬層的材料為Au、Ag、Al、Sn或Ti。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述金屬層的材料為Au。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述鍍金屬層的方法為電子束蒸發、熱蒸發或離子束濺射。

11.根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述鍍金屬層的方法為離子束濺射。

12.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述激光直寫采用的激光的功率為2-5mW，脈寬為100-200ns。

13.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，去除所述犧牲層的方法為采用酒精溶解。

14.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述熱處理的時間為10-20min。

15.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述熱處理是在真空烘箱中進行。