[發(fā)明專(zhuān)利]一種薄層二維材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110007651.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112837996B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軍;毛毓珂;陳賽賽;王桂東;蔡金華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/02;H01L29/24;H01L29/786;H01L29/80;H01L51/05;H01L51/42;H01L51/30;H01L51/46;B82Y10/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

本發(fā)明涉及一種薄層二維材料的制備方法，包括以下步驟：1)在基板上滴加第一溶劑，得到第一溶劑層；2)利用膠帶粘黏二維材料，并將粘黏有二維材料的膠帶粘貼在含有第一溶劑層的基板上，使二維材料與第一溶劑層接觸；3)向膠帶下面注入第二溶劑；4)進(jìn)行熱處理；5)剝離膠帶，得到粘附于基板上的薄層二維材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的薄層二維材料面積大、厚度薄、產(chǎn)率高，而且操作過(guò)程簡(jiǎn)單、無(wú)需大型制膜設(shè)備，工藝涉及的輔料均為實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)常用溶劑，無(wú)明顯毒性。相比于傳統(tǒng)溶劑剝離法，本發(fā)明明顯提高了獲得少層甚至是單層二維材料的概率，提升了制備材料的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二維材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種薄層二維材料的制備方法。

背景技術(shù)

以石墨烯為代表的二維納米結(jié)構(gòu)材料是納米家族中的重要一員，占有舉足輕重的位置。與其他納米結(jié)構(gòu)相比，二維納米結(jié)構(gòu)具有比表面積大、表面載流子傳輸速率高、力電性能優(yōu)異等特點(diǎn)，憑借這些優(yōu)勢(shì)，這種類(lèi)型的材料在許多領(lǐng)域都具有相當(dāng)強(qiáng)的應(yīng)用潛力，二維納米結(jié)構(gòu)也一直是國(guó)內(nèi)外研究者的研究重點(diǎn)之一。然而，就目前為止，對(duì)二維納米結(jié)構(gòu)的研究，無(wú)論是從材料制備、性能評(píng)估到最后實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)的各種階段，仍有大量問(wèn)題尚未解決。

目前，已經(jīng)有多種方法被成功地用于二維納米結(jié)構(gòu)材料的合成與制備，如：分子束外延法、微機(jī)械剝離法、熱蒸發(fā)法、水熱生長(zhǎng)法和溶劑剝離法等。其中，溶劑剝離法是指在溶劑環(huán)境中，將層狀化合物按層剝離開(kāi)來(lái)，從而分散于所處溶劑中的方法。這種方法制備二維材料的過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)絕大多數(shù)層狀晶體結(jié)構(gòu)材料都起作用，且無(wú)雜質(zhì)，重復(fù)性好，易于大量生產(chǎn)。

然而，傳統(tǒng)的溶劑剝離法在實(shí)際操作過(guò)程中很難獲得少層甚至是單層二維材料，限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種薄層二維材料的制備方法，通過(guò)采用本發(fā)明的溶劑剝離法，能夠獲得少層甚至是單層二維材料。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種薄層二維材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)在基板上滴加第一溶劑，得到第一溶劑層；

2)利用膠帶粘黏二維材料，并將粘黏有二維材料的膠帶粘貼在含有第一溶劑層的基板上，使二維材料與第一溶劑層接觸；

3)向膠帶下面注入第二溶劑；

4)進(jìn)行熱處理；

5)剝離膠帶，得到粘附于基板上的薄層二維材料。

進(jìn)一步地，步驟1)中，所述的第一溶劑層的厚度為0.1-10納米。

進(jìn)一步地，步驟3)具體為：揭開(kāi)膠帶一角，利用注射器吸取第二溶劑，并將第二溶劑注入至膠帶下的空隙處，通過(guò)滲透作用使膠帶下面充滿(mǎn)第二溶劑。

進(jìn)一步地，步驟4)中，熱處理過(guò)程為：在60-70℃下保溫20-28h。優(yōu)選為66℃下保溫24h。

進(jìn)一步地，重復(fù)步驟1)至步驟5)多次，在基板上制備多層相互堆疊的薄層二維材料，且基板上的薄層二維材料種類(lèi)為兩種以上。