一种大面积层状二维材料的剥离及其转移方法技术

本发明专利技术涉及一种大面积层状二维材料的剥离及其转移方法，该方法通过设置超薄纳米层的粘附层金属和Au层机械剥离获得层状的二维材料纳米片，之后通过可溶性胶、PDMS和可溶解性聚合物的配合使用成功实现了具有单层、少层和多层区域的大面积、无褶皱的层状二维材料的转移。该方法适用于多种层状二维材料的剥离和转移，而且具有高效、简单、灵活的操作性和普适性，获得的二维材料具有结晶质量高、形状完整性好、无褶皱、横向尺寸大等特点，能够直接用于制备范德瓦尔斯结、光电器件和自旋器件等。

【技术实现步骤摘要】
一种大面积层状二维材料的剥离及其转移方法
本专利技术涉及半导体材料
，尤其涉及一种大面积层状二维材料的剥离及其转移方法。
技术介绍
原子级层状二维材料的出现给我们带来了崭新的物理机制和巨大的应用潜力。自从2004年通过机械剥离法获得单层石墨烯以来，该方法一直是获取不同厚度和横向尺寸层状二维材料的重要手段之一，这些材料具有比表面积大，迁移率高、尺寸小，光吸收效率高等优势。然而，在后摩尔时代，层状二维材料只有解决了大面积制备工艺、环境和性能稳定性等的问题才有可能取代硅(Si)、锗(Ge)等三维传统半导体从而得到大范围商业应用；同时，针对二维材料的前沿基础研究，机械剥离法存在产量低、横向尺寸小和个人经验技巧要求高的特点，近些年来一些具有新奇物理特性如红外-太赫兹响应、面内各向异性、单层铁磁、低温超导、半导体-拓扑绝缘转变、栅压调控量子自旋霍尔效应等现象的层状二维材料如SnSe2、BP、2H-MoTe2、Bi2Se3、Bi2Te3、Bi2O2Se、1T’-WTe2、1T’-MoTe2、PtTe2、GeAs、PdSe2、VSe2、Fe3GeTe2和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大面积层状二维材料的剥离及其转移方法，其特征在于，包括以下步骤：/n在第一衬底表面依次沉积粘附性金属超薄纳米层和Au超薄纳米层；/n将含有完整层状二维材料单晶胶带粘附至Au超薄纳米层上，缓慢撕开胶带，第一衬底上获得层状二维材料纳米片；/n取适量新鲜可溶性胶的溶液滴加至载片上的PDMS层表面，固化后得到固体胶层/PDMS层膜层，将该膜层的固体胶层侧对准接触二维材料纳米片上的目标区域；/n热分离PDMS层与固体胶层，将PDMS层转移至第二衬底上，冷却后将固体胶层/层状二维材料/Au超薄纳米层构成的第一叠层从第一衬底表面揭起，并将该第一叠层翻转放置于上述带有PDMS层的第二衬底上获得Au超薄...

【技术特征摘要】
1.一种大面积层状二维材料的剥离及其转移方法，其特征在于，包括以下步骤：
在第一衬底表面依次沉积粘附性金属超薄纳米层和Au超薄纳米层；
将含有完整层状二维材料单晶胶带粘附至Au超薄纳米层上，缓慢撕开胶带，第一衬底上获得层状二维材料纳米片；
取适量新鲜可溶性胶的溶液滴加至载片上的PDMS层表面，固化后得到固体胶层/PDMS层膜层，将该膜层的固体胶层侧对准接触二维材料纳米片上的目标区域；
热分离PDMS层与固体胶层，将PDMS层转移至第二衬底上，冷却后将固体胶层/层状二维材料/Au超薄纳米层构成的第一叠层从第一衬底表面揭起，并将该第一叠层翻转放置于上述带有PDMS层的第二衬底上获得Au超薄纳米层/层状二维材料/固体胶层/PDMS层/第二衬底构成的第二叠层，并快速加热；
在第二叠层的表面旋涂可溶解性聚合物溶液并固化；
分离固体胶层与PDMS层获得可溶解性聚合物层/Au超薄纳米层/层状二维材料/固体胶层构成的第三叠层，将该第三叠层置于溶剂中去除其固体胶层形成第四叠层；
转移第四叠层至目标衬底上，加热一定时间，之后去除表面的可溶解性聚合物层，获得Au超薄纳米层/层状二维材料/目标衬底构成的第五叠层；
将第五叠层置于金刻蚀液中去除Au超薄纳米层，获得层状二维材料/目标衬底。


2.一种大面积层状二维材料的剥离及其转移方法，其特征在于，包括以下步骤：
在SiO2/Si衬底表面依次沉积粘附性金属超薄纳米层和Au超薄纳米层；
将层状二维材料单晶胶带粘附至Au超薄纳米层上，去除胶带，在上述衬底上获得层状二维材料纳米片；
在层状二维材料纳米片表面旋涂可溶解性聚合物溶液并固化，在上述衬底的表面获得可溶解性聚合物层/层状二维材料/Au超薄纳米层/粘附性金属超薄纳米层构成的第一叠层薄膜；
将该衬底置于热的强碱溶液中浸泡一定时间，至第一叠层薄膜完全脱离衬底，随后转移该第一叠层薄膜至载片上；
将上述载片置于金刻蚀液中去除粘附性金属超薄纳米层/Au超薄纳米层，获得可溶解性聚合物层/层状...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄颖，高伟，霍能杰，李京波，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44