一种石墨烯的转移方法技术

技术编号:10386908 阅读:216 留言:0更新日期:2014-09-05 12:46
本发明专利技术公开了一种石墨烯的转移方法,1)在生长衬底上生长石墨烯;2)用粘性膜贴附生长衬底上生长出的石墨烯层后,刻蚀除去衬底,得到粘附有石墨烯层的粘性膜;3)将步骤2)中得到的粘附有石墨烯层的粘性膜贴合在目标基底上,石墨烯层朝向目标基底,将粘性膜进行降粘处理,去除粘性膜,得到转移在目标基底上的石墨烯层。本发明专利技术针对现有技术石墨烯转移过程中成本高、转移周期长、石墨烯完整性差的问题,本发明专利技术提供的粘性膜转移石墨烯的方法所述方法操作简易,成本低、绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了,1)在生长衬底上生长石墨烯;2)用粘性膜贴附生长衬底上生长出的石墨烯层后,刻蚀除去衬底,得到粘附有石墨烯层的粘性膜;3)将步骤2)中得到的粘附有石墨烯层的粘性膜贴合在目标基底上,石墨烯层朝向目标基底,将粘性膜进行降粘处理,去除粘性膜,得到转移在目标基底上的石墨烯层。本专利技术针对现有技术石墨烯转移过程中成本高、转移周期长、石墨烯完整性差的问题,本专利技术提供的粘性膜转移石墨烯的方法所述方法操作简易,成本低、绿色环保。【专利说明】
本专利技术涉及一种转移石墨烯的方法,属于导电薄膜材料领域。
技术介绍
石墨烯是碳原子按六角结构紧密堆积成的单原子层二维晶体,除了具有优异的光学、热学、力学等特性,石墨烯的载流子表现出类似于光子的行为,本征迁移率可达到2X 105cm2/ (V *S) (Large yield production of high mobility freely suspended grapheneelectronic devices on a polydimethylglutarimide based organic polymer, NikolaosTombros.et al, Journal of Applied Physics.2011, 109, 093702.),这种优异的电学性质使其在高频电子器件中有着巨大的应用价值。为了实现其潜在应用,首要的问题是制备出大尺寸、具有优异电学性能的石墨烯,并转移至合适的目标基底上。化学气相沉积法(CVD)可生长大面积的单层或多层石墨烯,所制备的石墨烯质量高、易于转移,是目前制备石墨烯薄膜的常用方法。石墨烯的转移技术是制约其发展的关键因素,理想的转移技术是在转移过程中能保持石墨烯完整、无污染,并且具有较强的适用性和稳定性。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是目前比较常用的转移石墨烯的方法,此方法用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为转移介质,较好地保存了石墨烯的完整性。然而这种方法增大生产成本,延长转移周期,不易操作,去除PMMA过程中必须使用有机化学试剂,会造成环境污染,而且会在石墨烯的表面残留许多金属氧化物,这些杂质会成为散射中心,进而降低石墨烯的迁移率。热释放胶带是一种适合转移大面积石墨烯的转移介质,可以实现30英寸石墨烯的转移。在该方法中,需要使用“热滚压”技术实现热释放胶带的剥离,难以将石墨烯转移至如玻璃、硅片类的脆性目标基体上;此外,胶带上的粘结剂易残留在石墨烯表面,难以清洗,影响石墨烯的电学性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供了一种操作简易、成本低、绿色环保、石墨烯完整性好石的墨烯转移方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现: ,包括如下步骤: 1)在生长衬底上生长石墨烯; 2)用粘性膜贴附生长衬底上生长出的石墨烯层后,刻蚀除去衬底,得到粘附有石墨烯层的粘性膜; 3)将步骤2)中得到的粘附有石墨烯层的粘性膜贴合在目标基底上,石墨烯层朝向目标基底,将粘性I吴进行降粘处理,去除粘性I吴,得到转移在目标基底上的石墨稀层。优选的,所述步骤2)中,采用卷对卷的方法将粘性膜贴附于生长在衬底上的石墨烯层表面;所述步骤3)中,采用卷对卷的方法将粘附有石墨烯层的粘性膜与目标基底完全贴合。可选择的,在步骤2)和步骤3)之间,用步骤2)得到的粘附有石墨烯层的粘性膜替代粘性膜,继续粘附于生长在衬底上的石墨烯层,并刻蚀除去衬底,如此重复(η-l)次,SP可得到粘附有η层石墨烯的粘性膜,η的取值为≥2的整数,例如2、3、4等,再进行步骤3)。优选的,所述基底的材质选自玻璃、PET、硅片、P1、PVC、PE、PP或PS中的任意一种,优选PP、PET、硅片或玻璃中的任意一种。优选的,所述粘性膜选自含胶膜或自粘膜,其中, 所述含胶膜选自硅胶类粘性膜、聚氨酯类粘性膜、亚克力胶粘性膜、树脂类粘性膜、丙烯酸粘性膜或硅酮粘性膜中的任意一种; 所述自粘膜选自EVA自粘膜、PE自粘膜或聚烯烃塑性体树脂自粘膜中的任意一种。本专利技术所述的含胶膜和自粘膜均可通过商购获得。典型但非限制性的有富士硅胶粘性膜(HRD-100S),日本山樱化研SAT型丙烯酸粘性膜及聚氨酯类粘性膜,日东RP301亚克力胶粘性膜,韩国EVA膜、PE膜(例如YJ-6010A、YJ-6020A)等。优选的,所述含胶膜选自硅胶类粘性膜或丙烯酸粘性膜,优选为有机硅压敏胶粘性膜或丙烯酸压敏胶粘性膜。优选的,经过步骤3)脱离石墨烯的降低粘性的粘性膜经过复粘处理可继续使用,所述复粘处理采用先清洗后干燥的方法。优选的,所述步骤3)中降粘处理采用烘烤、低温冷却或光照中的任意一种方法,其中, 所述烘烤的温度为4(T200°C,优选6(Tl50°C,进一步优选8(TllO°C ;所述烘烤的时间0.1~180 min,优选5~60min,进一步优选10~40min ; 所述冷却的温度为-20(HrC,优选-16(T-20°C,进一步优选-10(T-5(TC ;所述冷却的时间0.1~60min,优选5~40min,进一步优选10~30min ; 所述光照选自紫外光照射和红外光照射中的任意一种,优选紫外光照射;所述光照射的时间I~120min,优选5~60 min,进一步优选10~40min。作为最佳方案,所述步骤3)中降粘处理采用烘烤的方法,通过加热烘烤使石墨烯层与粘性膜的结合力降低,与目标基底的结合力增加,去除粘性膜,其中,所述烘烤的温度为100°c,所述烘烤的时间30min。本专利技术原理: 本专利技术利用粘性膜的粘附能力,粘性膜均含有一定的羟基,会吸附从空气中凝结的水分子;将粘性膜与石墨烯层表面牢固的粘贴在一起,经过加热烘烤后,粘性膜内吸附的水分子加热气化,经过气化的水分子将石墨烯与粘性膜隔离,粘性膜与石墨烯层的粘性降低;气化的水分子在目标基底表面聚集,由于水分子起到粘结剂的作用,可以提高目标基底与石墨烯层的粘贴,从而可以轻易的将粘性膜去除,得到转移在目标基底上完整性好的石墨烯层。生长在衬底上的石墨烯层面积较大,且完整,平整,转移所述的大面积石墨烯层,存在转移率低,转移的石墨烯层不完整的困难,本专利技术可以通过粘性膜的粘附能力将大面积的石墨稀层完整的转移至目标基底上。本专利技术的有益效果:本专利技术针对现有技术石墨烯转移过程中成本高、转移周期长、石墨烯完整性差的问题,本专利技术提供的粘性膜转移石墨烯的方法所述方法操作简易,成本低、绿色环保。同时,本专利技术将卷对卷(roll-to-roll)技术应用到转移石墨烯技术中,实现了从宏观到微观的技术转化,为石墨烯的转移技术打开了新的大门,可以真正的实现石墨烯薄膜的规模化生产。【专利附图】【附图说明】附图用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的限制。在附图中: 图1是本专利技术利用粘性膜转移石墨烯的工艺流程示意图,其中,I是粘性膜,2是石墨烯层,3是衬底,4是目标基底; 图2是本专利技术所述粘性膜/石墨烯层(I层)/衬底的结构示意图。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。本专利技术所述本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种石墨烯的转移方法,其特征在于:包括如下步骤:在生长衬底上生长石墨烯;用粘性膜贴附生长衬底上生长出的石墨烯层后,刻蚀除去衬底,得到粘附有石墨烯层的粘性膜;将步骤2)中得到的粘附有石墨烯层的粘性膜贴合在目标基底上,石墨烯层朝向目标基底,将粘性膜进行降粘处理,去除粘性膜,得到转移在目标基底上的石墨烯层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:邱玉锐
申请(专利权)人:无锡格菲电子薄膜科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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