[發(fā)明專利]一種大面積層狀二維材料的剝離及其轉(zhuǎn)移方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110318141.8 | 申請(qǐng)日： | 2021-03-25 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN113200523B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-11-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 黃穎;高偉;霍能杰;李京波 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 華南師范大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C01B19/00 | 分類號(hào)： | C01B19/00 |
| 代理公司： | 北京清控智云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11919 | 代理人： | 仵樂(lè)娟 |
| 地址： | 510631 廣東省廣州市天*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 大面積 層狀 二維 材料 剝離 及其 轉(zhuǎn)移 方法 | ||
1.一種大面積層狀二維材料的剝離及其轉(zhuǎn)移方法，其特征在于，包括以下步驟：
在第一襯底表面依次沉積厚度為1~2nm的粘附性金屬超薄納米層和厚度為1~2nm的Au超薄納米層，所述粘附性金屬超薄納米層選用Ti、Cr或Ni；
將含有完整層狀二維材料單晶膠帶粘附至Au超薄納米層上，緩慢撕開(kāi)膠帶，第一襯底上獲得層狀二維材料納米片；
取適量新鮮可溶性膠的溶液滴加至載片上的PDMS層表面，固化后得到固體膠層/PDMS層膜層，將該膜層的固體膠層側(cè)對(duì)準(zhǔn)接觸二維材料納米片上的目標(biāo)區(qū)域；
熱分離PDMS層與固體膠層，將PDMS層轉(zhuǎn)移至第二襯底上，冷卻后將固體膠層/層狀二維材料/Au超薄納米層構(gòu)成的第一疊層從第一襯底表面揭起，并將該第一疊層翻轉(zhuǎn)放置于上述帶有PDMS層的第二襯底上獲得Au超薄納米層/層狀二維材料/固體膠層/PDMS層/第二襯底構(gòu)成的第二疊層，并快速加熱；
在第二疊層的表面旋涂可溶解性聚合物溶液并固化；
分離固體膠層與PDMS層獲得可溶解性聚合物層/Au超薄納米層/層狀二維材料/固體膠層構(gòu)成的第三疊層，將該第三疊層置于溶劑中去除其固體膠層形成第四疊層；
轉(zhuǎn)移第四疊層至目標(biāo)襯底上，加熱一定時(shí)間，之后去除表面的可溶解性聚合物層，獲得Au超薄納米層/層狀二維材料/目標(biāo)襯底構(gòu)成的第五疊層；
將第五疊層置于金刻蝕液中去除Au超薄納米層，獲得層狀二維材料/目標(biāo)襯底。
2.一種大面積層狀二維材料的剝離及其轉(zhuǎn)移方法，其特征在于，包括以下步驟：
在SiO2/Si襯底表面依次沉積厚度為1~2nm的粘附性金屬超薄納米層和厚度為1~2nm的Au超薄納米層，所述粘附性金屬超薄納米層選用Ti、Cr或Ni；
將層狀二維材料單晶膠帶粘附至Au超薄納米層上，去除膠帶，在上述襯底上獲得層狀二維材料納米片；
在層狀二維材料納米片表面旋涂可溶解性聚合物溶液并固化，在上述襯底的表面獲得可溶解性聚合物層/層狀二維材料/Au超薄納米層/粘附性金屬超薄納米層構(gòu)成的第一疊層薄膜；
將該襯底置于熱的強(qiáng)堿溶液中浸泡一定時(shí)間，至第一疊層薄膜完全脫離襯底，隨后轉(zhuǎn)移該第一疊層薄膜至載片上；
將上述載片置于金刻蝕液中去除粘附性金屬超薄納米層/Au超薄納米層，獲得可溶解性聚合物層/層狀二維材料構(gòu)成的第二疊層；
將第二疊層轉(zhuǎn)移至目標(biāo)襯底上，加熱一定時(shí)間，之后去除表面的可溶解性聚合物層，獲得層狀二維材料/目標(biāo)襯底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的所述剝離及其轉(zhuǎn)移方法，其特征在于，所述粘附性金屬超薄納米層選用Ti，其厚度為2nm；所述Au超薄納米層的厚度為2nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的所述剝離及其轉(zhuǎn)移方法，其特征在于，所述可溶性膠選用PVA或PVP；所述PDMS層的厚度為0.2~0.4mm，尺寸不大于20mm×20mm，表面呈親水性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的所述剝離及其轉(zhuǎn)移方法，其特征在于，所述可溶性膠選用PVA。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的所述剝離及其轉(zhuǎn)移方法，其特征在于，選用可加熱的三維轉(zhuǎn)移平臺(tái)分離所述PDMS層與固體膠層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的所述剝離及其轉(zhuǎn)移方法，其特征在于，所述可溶解性聚合物選用PMMA；所述金刻蝕液選用質(zhì)量比為4:1:40的KI、I2和去離子水混合制得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的所述剝離及其轉(zhuǎn)移方法，其特征在于，所述可溶解性聚合物溶液選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8~10 %之間的 PMMA茴香醚溶液，旋涂條件為旋涂1~2遍PMMA茴香醚溶液，旋涂1min，在90℃~150℃加熱1~15分鐘固化。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的所述剝離及其轉(zhuǎn)移方法，其特征在于，PVA溶液選用分子量為27000的PVA水溶液，取4g PVA顆粒加入21mL 去離子水中，在600~1000 rpm下磁力攪拌12小時(shí)后，靜置獲得澄清透明溶液。
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