[实用新型]一种石墨烯的转移装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石墨烯的转移装置，尤其是一种将石墨烯转移至衬底上的装置，属于导电薄膜领域。

背景技术

石墨烯是由单层碳原子构成的六方蜂窝状二维晶体。由于石墨烯具有优异的电学、力学、热学和光学特性，因此其在材料领域有着广泛的应用，例如用于制造透明电极、以及更薄、开关速度更快的电子元件等。

目前，石墨烯的制备方法主要包括：机械剥离法、化学剥离法、外延法、溶剂剥离法、化学气相沉积法（CVD）。其中，化学气相沉积法是制备大尺寸石墨烯薄膜的方法之一。但是，通过化学气相沉积法制备的石墨烯薄膜通常附着于金属箔衬底上，需要进行后续的转移步骤从而将其转移至其它衬底上。所述转移步骤通常为：在石墨烯表面旋涂一层有机物，例如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），然后在腐蚀液中把金属箔腐蚀掉，从而使由有机物薄膜和石墨烯薄膜构成的薄膜漂浮在腐蚀液表面。然后将这层薄膜在去离子水中反复清洗，随后将由有机物薄膜支撑的石墨烯薄膜转移至其它衬底上，再用溶剂除去有机物薄膜，从而得到在其它衬底上的石墨烯薄膜。

然而，当通过以上化学气相沉积法转移大面积的石墨烯薄膜时，由于有机物薄膜厚度较薄（例如几百纳米），并且其在转移过程中没有支撑，因此不易操作，而且容易导致石墨烯薄膜破损，所以一般在转移较大面积的石墨烯时具有局限性，在转移过程中容易破损。另一方面，这层有机薄膜也不能太厚，否则在转移到衬底上时将无法在衬底上摊平，使得溶解这层有机物时，石墨烯会破损。另外，在腐蚀铜箔以及从腐蚀液中捞取有机薄膜和石墨烯薄膜的过程中，腐蚀液很容易流到或滴到有机物薄膜和石墨烯薄膜构成的薄膜上表面，即使在去除有机薄膜以后，仍然会在石墨烯薄膜上形成无法去除的黄色污渍，严重影响石墨烯薄膜的透光性和外观。而且，这种传统的让有机薄膜和石墨烯薄膜漂浮在腐蚀液上的方法需要占地面积很大的腐蚀池。所以，根据以上种种原因，这种传统的石墨烯薄膜转片方式很难被用来进行大规模工业化石墨烯薄膜转片工艺。

发明内容

本实用新型的一个方面提供了一种石墨烯的转移装置，其包括至少一个透气的转移壁，所述转移壁与转移装置的其它壁一起构成腔体，所述腔体具有至少一个腔体内气压的控制装置。

本实用新型的转移装置及其腔体可以为适合操作的任何形状，例如正方体、长方体、圆柱体等。

根据本实用新型的一个实施方案，本实用新型的转移装置可以具有一个或多个转移壁，如果合适，其优选具有1、2、3、4或5个转移壁。所述转移壁的外表面可以是平的或不平的。

根据本实用新型的一个实施方案，在本实用新型的转移装置中，所述至少一个透气的转移壁包括由至少一个透气层构成的透气部分。对于该透气部分中透气层的层数并没有特别限制，例如，其可以为一层或多层，优选为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10层或更多层，更优选为1、2、3、4或5层。透气部分外表面积可以与需要转移的石墨烯薄膜的面积大小相适应，例如其可以等于、小于或大于石墨烯薄膜的面积，优选等于或小于石墨烯薄膜的面积。此外，优选地，所述透气部分外表面尽可能的大。特别优选地，所述透气部分的外表面是平的或基本上平的。如果需要，所述转移壁的可以是整体全部透气的。

所述透气层可以为由透气材料构成的透气膜，包括由有机材料、无机材料或复合材料（例如聚合物、皮革、织物、纸张和/或陶瓷等）构成的透气膜。所述透气材料优选为惰性材料。所述透气膜上还可以具有一个或多个透气孔。

所述透气层也可以是由非透气材料构成的多孔膜，包括由有机材料、无机材料或复合材料（例如金属、聚合物（如塑料）和/或氧化物等构成的多孔膜，所述材料优选为惰性材料。优选地，本实用新型的转移装置的一部分或全部由惰性材料制成。

优选地，透气层的厚度可以根据石墨烯的转移条件进行调节。当透气层为多层时，不同透气层之间的厚度可以相同或不同。其中，使用椭偏光谱仪测定，所述厚度各自独立地优选为50μm至5mm，更优选为100μm、125μm、0.3mm、0.36mm、0.5mm、0.9mm、1mm、2mm、3mm或4mm。