[發明專利]一種石墨烯薄膜的轉移方法

在審

• 申請號: 202210767015.5
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN115161775A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 王煒;沈大勇;譚化兵;瞿研;郭冰
• 申請（專利權）人: 常州第六元素半導體有限公司;江蘇江南烯元石墨烯科技有限公司
• 主分類號: C30B33/00
• 分類號: C30B33/00
• 代理公司: 北京世衡知識產權代理事務所(普通合伙) 11686
• 代理人: 肖淑芳

本方案公開了一種石墨烯薄膜的轉移方法，該方法包括如下步驟：將轉移介質貼附于生長在生長襯底上的石墨烯薄膜遠離生長襯底一側的表面上；剝離生長襯底；將石墨烯薄膜遠離轉移介質的一側表面貼附于目標襯底上形成轉移介質、石墨烯薄膜和目標襯底依次堆疊的結構；將依次堆疊的轉移介質、石墨烯薄膜和目標襯底置于容器中，在一定的溫度和環境壓強下向所述轉移介質施加壓力；從容器中取出依次堆疊的轉移介質、石墨烯薄膜和目標襯底，剝離所述轉移介質；其中，所述轉移介質為非晶態物質。該轉移方法采用了非晶態物質作為轉移介質，實現了向粗糙表面轉移石墨烯薄膜后石墨烯薄膜仍保持連續的方法。

技術領域

本發明涉及石墨烯薄膜應用技術領域，特別涉及一種石墨烯薄膜的轉移方法。

背景技術

石墨烯是由sp2軌道雜化的碳原子按正六邊形緊密排列成蜂窩狀晶格的單層二維平面結構，其厚度只有0.3354nm，是目前世界上發現最薄的材料。石墨烯禁帶寬度幾乎為零，載流子遷移率(15000cm²/Vs)超過商用硅10倍多，有望取代硅成為納米電路的理想材料。石墨烯不僅有優異的電學性能和完美的結構，其他方面也表現出奇特的性能，如突出的導熱性，高度的透光性，超常的比表面積等，這使得石墨烯在電子、信息、能源和材料等領域具有廣闊的應用前景。

石墨烯的很多應用是將其由生長基體轉移到目標襯底上，而目前針對化學氣相沉積法所得的石墨烯，已發展了諸如采用PMMA、熱釋放膠帶、聚合物黏合劑、靜電保護膜等的轉移方法來轉移石墨烯膜。但目前采用的一些石墨烯轉移技術只能向相對光滑的表面轉移石墨烯，對于有一定形貌的粗糙表面，無法有效的轉移連續的石墨烯薄膜，多數轉移出來只能是孤島狀的石墨烯，無法連續成膜形成有效的導電網絡結構，致使化學氣相沉積法生長制備的石墨烯，無法應用到更多的行業。

發明內容

本方案的一個目的在于提供一種石墨烯薄膜的轉移方法，該轉移方法采用了非晶態物質作為轉移介質，實現了向粗糙表面轉移石墨烯薄膜后石墨烯薄膜仍保持連續的方法。

為達到上述目的，本方案如下：

一種石墨烯薄膜的轉移方法，該方法包括如下步驟：

將轉移介質貼附于生長在生長襯底上的石墨烯薄膜遠離生長襯底一側的表面上；

剝離生長襯底；

將石墨烯薄膜遠離轉移介質的一側表面貼附于目標襯底上形成轉移介質、石墨烯薄膜和目標襯底依次堆疊的結構；

將依次堆疊的轉移介質、石墨烯薄膜和目標襯底置于容器中，在一定的溫度和環境壓強下向所述轉移介質施加壓力；

從容器中取出依次堆疊的轉移介質、石墨烯薄膜和目標襯底，剝離所述轉移介質；

其中，所述轉移介質為非晶態物質。

優選的，所述非晶態物質的熱變形溫度(HDT)不低于30℃，同時不高于200℃；優選所述熱變形溫度為40℃～120℃。

優選的，所述非晶態物質包括天然樹脂，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯樹脂(PVC)中的一種或幾種；所述天然樹脂包括石蠟或松香。

優選的，所述石墨烯薄膜包含1～10層的石墨烯。

優選的，剝離生長襯底包括腐蝕生長襯底，直接撕掉生長襯底，鼓泡法剝離生長襯底；優選為腐蝕生長襯底。

優選的，所述目標襯底的表面粗糙度(Ra)為0.1～1000。

優選的，剝離所述轉移介質時容器內的環境壓強為0.1Pa～0.05MPa；容器內的溫度不低于所述轉移介質的熱變形溫度(HDT)同時不高于所述轉移介質的粘流溫度(Tf)。

優選的，所述向所述轉移介質施加壓力中施加的壓力大小為0.01MPa～100MPa，施加壓力的時間為1s～72h。