System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种二维材料-液体场效应的二维材料转移方法技术_技高网

一种二维材料-液体场效应的二维材料转移方法技术

技术编号:41296420 阅读:16 留言:0更新日期:2024-05-13 14:45
本发明专利技术涉及二维材料制备技术领域,具体涉及一种二维材料‑液体场效应的二维材料转移方法,包括:步骤1、将目标基底设置在二维材料上,所述二维材料生长在生长基底上,烘干目标基底;步骤2、切开目标基底,暴露目标基底与二维材料之间的界面;步骤3、将液体持续滴入目标基底与二维材料之间的界面。本发明专利技术在转移过程中不引入化学污染;能够较大幅度提升二维材料向目标衬底转移的能力;能够自驱动提高二维材料转移能力,不需要外部电场辅助;不涉及高温退火等方式,对环境湿度、洁净度要求低,广泛适用于各类二维材料;操作简单、成本低。综合以上效果,本发明专利技术在二维材料应用技术领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二维材料应用,具体涉及一种二维材料-液体场效应的二维材料转移方法


技术介绍

1、二维材料具备纳米尺度的厚度和优异的光电性能,在能源领域备受关注,可广泛地应用于逻辑器件、催化和太阳电池等领域。目前,大部分二维材料都需要在特定的衬底上生长,这使得大部分二维材料的进一步应用受限于从原始衬底转移到目标基底的难题。现有的转移方法主要可以分为三类:干法、湿法和液桥转移(acs nano,2010,4(2):1108-1114、acs nano,2015,9(5):4726-4733)。干法转移通常采用粘性聚合物,利用粘性聚合物与二维材料粘附力强的特性将二维材料从原始衬底粘至粘性聚合物上,再将粘性聚合物与二维材料一同粘至目标衬底,最后揭下粘性聚合物完成转移。干法转移在转移过程涉及机械挤压,易造成二维材料的损伤,在转移过程中会在目标衬底上引入残胶,影响材料性能;湿法转移通常在原始衬底上旋涂聚合物支撑层(例如聚甲基丙烯酸甲酯),利用化学刻蚀法将生长衬底去除,剩下聚合物和二维材料,用目标衬底将其捞起,利用化学试剂(例如丙酮)去除聚合物支撑层最终完成材料转移。湿法转移在转移过程中涉及有毒化学试剂,对实验环境要求高,在刻蚀过程和去除聚合物支撑层时难免引入化学残留影响二维材料性能;

2、液桥转移通过在亲水性的衬底上旋涂疏水性聚合物,再将其以一定角度浸泡在去离子水中,水分子会渗透进亲水性的衬底与疏水性的聚合物界面之间,从而降低衬底与二维材料之间的结合力,然后分离聚合物与衬底,在此过程中二维材料也与聚合物一起从衬底脱落。液桥转移对衬底和二维材料同水的相互作用有要求,适用范围较窄,仅依靠与水的相互作用实现转移需要时间较长,转移能力低于干法和湿法转移。上述方法存在的问题,不利于二维材料的广泛应用。因此,将二维材料高质量、高效完整的从原始衬底转移到目标衬底具有重要意义。


技术实现思路

1、为解决以上问题,本专利技术提供了一种二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,包括如下步骤:

2、步骤1、将目标基底设置在二维材料上,所述二维材料生长在生长基底上,烘干目标基底;

3、步骤2、切开目标基底,暴露目标基底与二维材料之间的界面;

4、步骤3、将液体持续滴入目标基底与二维材料之间的界面。

5、更进一步地,在步骤2之后还包括在目标基底和生长基底的另一面上分别设置第一电极和第二电极,在外电路,连接第一电极和第二电极;液体还与第一电极和第二电极接触。

6、更进一步地,二维材料为二硫化钼,生长基底为蓝宝石。

7、更进一步地,在步骤2中,应用手术刀切开目标基底,并且切开目标基底的四周。

8、更进一步地,在步骤2之后还包括等离子清洗机清洗。

9、更进一步地,在步骤3中,液体为去离子水、甲醇、乙醇、液体金属。

10、更进一步地,在步骤3中,目标基底和生长基底倾斜设置。

11、更进一步地,目标基底由pdms和固化剂制备而成。

12、更进一步地,在步骤1中,设置目标基底的方法为旋凃。

13、更进一步地,旋凃的次数为3次。

14、本专利技术的有益效果:

15、本专利技术的工作原理是:高分子聚合物材料电负性大、吸引电子的能力强,二维材料则易失电子,在二者接触的界面会形成一个静电场;当初始下落的水滴到二者的空气间隙边缘时,由于毛细浸润力的驱动,水会不断渗透进入高分子聚合物材料层与二维材料层之间的空气间隙形成液体层;液体层与二者的接触界面分别带上相反的电荷形成两个静电场;随着后续水滴和二维材料摩擦产生电压,并通过电路累积在二维材料和液体层的静电场之间;由于二维材料的厚度极薄,液体层与二维材料之间的双电层电荷间距极小,可等效为微电容,整个系统可等效为高分子聚合物材料-液体层-二维材料层之间等效电容的动态充放电过程,在液体层与二维材料之间的等效电容界面将产生瞬时高电压,这种电压会促使二维材料出现脱离原始衬底向液滴吸附的趋势,从而达到增强转移能力的目的。本专利技术的有益效果为:(1)本专利技术能够实现大部分二维材料向目标衬底的转移,具有较高的普适性;(2)在转移过程中不引入化学污染;(3)能够较大幅度提升二维材料向目标衬底转移的能力;(4)能够自驱动提高二维材料转移能力,不需要外部电场辅助;(5)不涉及高温退火等方式,对环境湿度、洁净度要求低,广泛适用于各类二维材料;(6)操作简单、成本低,在转移的同时能够测定二维材料和水滴的摩擦生电,能够拓展对二维材料的电学性能研究。综合以上效果,本专利技术在二维材料应用
具有良好的应用前景。

16、以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:在步骤2之后还包括在目标基底和生长基底的另一面上分别设置第一电极和第二电极,在外电路,连接第一电极和第二电极;液体还与第一电极和第二电极接触。

3.如权利要求1所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:所述二维材料为二硫化钼,所述生长基底为蓝宝石。

4.如权利要求1所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:在步骤2中,应用手术刀切开目标基底,并且切开目标基底的四周。

5.如权利要求4所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:在步骤2之后还包括等离子清洗机清洗。

6.如权利要求1所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:在步骤3中,液体为去离子水、甲醇、乙醇、液体金属。

7.如权利要求1所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:在步骤3中,目标基底和生长基底倾斜设置。

8.如权利要求1-7任一项所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:目标基底由PDMS和固化剂制备而成。

9.如权利要求8所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:在步骤1中,设置目标基底的方法为旋凃。

10.如权利要求9所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:旋凃的次数为3次。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:在步骤2之后还包括在目标基底和生长基底的另一面上分别设置第一电极和第二电极,在外电路,连接第一电极和第二电极;液体还与第一电极和第二电极接触。

3.如权利要求1所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:所述二维材料为二硫化钼,所述生长基底为蓝宝石。

4.如权利要求1所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在于:在步骤2中,应用手术刀切开目标基底,并且切开目标基底的四周。

5.如权利要求4所述的二维材料-液体场效应的二维材料转移方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨培志李晶杨雯郭江涛王涛王琴
申请(专利权)人:云南师范大学
类型:发明
国别省市:

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