[發明專利]一種石墨烯圖案的制作方法

在審

• 申請號: 201910574912.2
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110217783A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 丁阿飛;陶衛東;胡緒瑞;范時鳴;王剛
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C01B32/186
• 分類號: C01B32/186
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 徐雪波;王瑩

本發明涉及一種石墨烯圖案的制作方法，在石墨烯生長襯底上利用光刻膠制作載具；按照設計圖像對載具進行固化處理；去除載具中未固化的光刻膠，進而獲取具有微結構載具的第一樣品；將第一樣品放置在CVD加熱爐中，在微結構載具的限制作用下，生成石墨烯圖案，進而獲取第二樣品；在第二樣品的石墨烯上涂覆保護膜溶液，并生成保護膜，進而獲取第三樣品；將第三樣品置于腐蝕石墨烯生長襯底的溶液中，腐蝕石墨烯生長襯底以獲取第四樣品；對第四樣品進行清洗后放置在去除保護膜的溶液中，去除石墨烯圖案上的保護膜，進而獲取石墨烯圖案。該石墨烯圖案的制作方法操作過程簡單，生成的石墨烯圖案精確度高，并且該石墨烯圖案的制作成本也低。

技術領域

本發明涉及一種石墨烯圖案的制作方法。

背景技術

石墨烯是碳的一種同素異形體，為碳原子以六方蜂巢晶格排列形成的二維材料，就性質而言，石墨烯具備透明、高導電、高熱傳導、高強度-重量比與良好的延展性等特點使得得到廣泛的應用，石墨烯在太陽能光電器件生產、柔性材料、新型顯示、催化劑等方面均得以應用。因此，石墨烯及其相關器件已經成為物理、化學、生物以及材料科學領域一個研究熱點。

現有技術中，制備石墨烯的主流方法為化學氣相沉積法(簡稱CVD)，化學氣相沉積法被認為是最有希望實現大規模制備石墨烯材料的有效途徑，迅速成為制備高質量、大面積石墨烯的重要方法。但是制作基于石墨烯的電子器件時，通常需要圖像化石墨烯層。而在實際制造上，一般是完成石墨烯層的制備后，再以激光蝕刻對其進行圖案成形。這種方法應用了氧等離子體刻蝕，不可避免的會對石墨烯部分造成輻照損傷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種操作簡單，成本低的石墨烯圖案的制作方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種石墨烯圖案的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、在石墨烯生長襯底上利用光刻膠制作載具；

S2、按照設計圖像對載具進行固化處理；

S3、去除載具中未固化的光刻膠，進而獲取具有微結構載具的第一樣品；

S4、將第一樣品放置在CVD加熱爐中，在微結構載具的限制作用下，生成石墨烯圖案，同時光刻膠在石墨烯的生成過程中碳化而形成石墨烯圖案的骨架，進而獲取第二樣品；

S5、在第二樣品的石墨烯上涂覆保護膜溶液，并加熱后，在第二樣品的上面生成保護膜，進而獲取第三樣品；

S6、將第三樣品置于腐蝕石墨烯生長襯底的溶液中，進而腐蝕石墨烯生長襯底，以獲取第四樣品；

S7、對第四樣品進行清洗后放置在去除保護膜的溶液中，去除石墨烯圖案上的保護膜，進而獲取具有骨架的石墨烯圖案。

優選地，S7中，將第四樣品清洗后，可以先將清洗后的第四樣品固化在目標基底上，再進行保護膜的去除。

結構精確地，S2中，利用飛秒激光雙光子聚合微納加工裝置對載具進行光刻加工，以獲取具有生成石墨烯圖案空間的微結構載具。

優選地，S3中，將微結構載具放入至無水乙醇中，進而去除載具中未固化的光刻膠以獲取第一樣品。

為了避免微結構載具的中心還存在未固化的光刻膠而影響微結構載具的穩定性，將第一樣品置于紫外燈下曝光，進而對第一樣品上的微結構載具進行進一步的固化。

可選擇地，所述石墨烯生長襯底為銅片或者鎳片。

優選地，所述保護膜溶液為PMMA溶液。