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转移大面积二维材料的方法技术

技术编号:23750010 阅读:45 留言:0更新日期:2020-04-11 12:47
本发明专利技术提供一种转移大面积二维材料的方法,包括:步骤1.采用高熔点材料基底作为生长基底;步骤2.采用低熔点材料作为熔池材料,并将该熔池材料放置在生长基底上;步骤3.将高温区的温度升高到待转移材料的生长温度,使熔池材料形成液态熔池,然后开始生长待转移材料,使该待转移材料大面积生长在熔池表面上,形成大面积二维材料;步骤4.将生长有大面积二维材料的生长基底移动到低温区,低温区的温度应低于目标基底的熔点、并且在熔池材料的初熔温度附近,使熔池材料保持液态;步骤5.将目标基底放置在熔池近旁,通过位于熔池上方的辊轴的转动和移动,将大面积二维材料转移到目标基底上。通过本方法能够实现大面积二维材料的规模制备转移。

Method of transferring large area two-dimensional materials

【技术实现步骤摘要】
转移大面积二维材料的方法
本专利技术属于材料科学
,具体涉及一种转移大面积二维材料的方法。技术背景二维层状材料,例如石墨烯和过渡金属二硫属化合物,具有原子级薄的厚度和独特的电子特性,已成为下一代纳米电子应用的有力候选者。二维材料层内由较强的共价键或离子键连接,层间由作用力较弱的范德瓦耳斯力结合,因此可以利用机械剥离的方法将块体材料剥离成二维材料,该过程简便易行,并且成本较低,是制备二维材料的常用方法。尽管剥离得到的二维材料具有较高的质量,但在材料厚度、尺寸及均匀性方面缺乏系统的控制,阻碍了二维材料在场效应管、光电器件、能量转换等领域的应用。为了解决这一问题,研究者们致力于探索原子级薄层的二维材料的大规模生长的其他方法,包括液相剥离、原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积等。液相剥离具有产量大的优点,但不能控制所制备薄层材料的尺寸和厚度,同时材料也容易被杂质掺杂,质量下降。原子层沉积容易得到结晶度低的薄膜,也不利于后续的应用。通过化学气相沉积法得到的二维材料具有层数可控,大面积,高质量等优点,因此成为研究人员的主要研究手段。...

【技术保护点】
1.一种转移大面积二维材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤1.采用熔点高于待转移材料生长温度的高熔点材料基底作为生长基底;/n步骤2.采用熔点低于所述待转移材料生长温度低的低熔点材料作为熔池材料,并将该熔池材料放置在所述生长基底上;/n步骤3.将高温区的温度升高到所述待转移材料的生长温度,使所述熔池材料形成液态熔池,然后开始生长所述待转移材料,使该待转移材料大面积生长在所述熔池表面上,形成大面积二维材料;/n步骤4.将生长有所述大面积二维材料的所述生长基底移动到低温区,低温区的温度应低于目标基底的熔点、并且在所述熔池材料的初熔温度附近,使熔池材料保持液态;/n步骤5.将所述目标基底放...

【技术特征摘要】
1.一种转移大面积二维材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1.采用熔点高于待转移材料生长温度的高熔点材料基底作为生长基底;
步骤2.采用熔点低于所述待转移材料生长温度低的低熔点材料作为熔池材料,并将该熔池材料放置在所述生长基底上;
步骤3.将高温区的温度升高到所述待转移材料的生长温度,使所述熔池材料形成液态熔池,然后开始生长所述待转移材料,使该待转移材料大面积生长在所述熔池表面上,形成大面积二维材料;
步骤4.将生长有所述大面积二维材料的所述生长基底移动到低温区,低温区的温度应低于目标基底的熔点、并且在所述熔池材料的初熔温度附近,使熔池材料保持液态;
步骤5.将所述目标基底放置在熔池近旁,通过位于所述熔池上方的辊轴的转动和移动,将所述大面积二维材料转移到目标基底上。


2.根据权利要求1所述的转移大面积二维材料的方法,其特征在于:
其中,在步骤1中,所述高熔点材料为熔点较高的金属材料或者绝缘材料,
所述金属材料为铁、钴、镍、金、银、铜、铂、钯、铝、钼、锌、钨、铬、钛、钒、铑、钌、铱中的至少一种;
所述绝缘材料为蓝宝石、石英、云母、硅、氧化铪、氧化铍中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的转移大面积二维材料的方法,其特征在于:
其中,在步骤2中,所述低熔点材料为金属材料或者无机盐,所述金属材料为镓、铷、锡、镉、铅、铯、铋、铟等中的至少一种,
所述无机盐为氯化钾、氯化钠、氯化锂、氯化锌、氯化铝、氯化铝钾、氯化铝钠、溴化钾、溴化锂、溴化钠、溴化铝锂、碘化钾、碘化锂、碘化钠、硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂、亚硝酸、硫氰酸钠、硫氰酸钾中的任意一种或多种组合,优选氯化钾、氯化钠、氯化锂、氯化锌、氯化铝、氯化铝钾、氯化铝钠中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的转移大面积二维材料的方法,其特征在于:
其中,在步骤3中,采用化学气相沉积法生长...

【专利技术属性】
技术研发人员:付磊曾梦琪丁煜
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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