[发明专利]一种转移石墨烯的方法及由该方法得到的石墨烯薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种转移石墨烯的方法及由该方法得到的石墨烯薄膜。

背景技术

石墨烯是由sp2轨道杂化的碳原子按正六边形紧密排列成蜂窝状品格的单层二维平面结构其厚度只有0.3354nm。是目前世界上发现最薄的材料。石墨烯禁带宽度几乎为零，载流子迁移率(1.5×10⁴cm²/(V·s))超过商用硅10倍多，有望取代硅成为纳米电路的理想材料。石墨烯不仅有优异的电学性能和完美的结构，其他方面也表现出奇特的性能，如突出的导热性，高度的透光性，超常的比表面积等，这使得石墨烯在电子、信息、能源和材料等领域具有广阔的应用前景。

石墨烯的很多应用是将其由生长基体转移到目标衬底上，而目前针对化学气相沉积法所得的石墨烯，已发展了诸如采用PMMA、热释放胶带、聚合物黏合剂、静电保护膜等的转移方法来转移石墨烯膜。但目前采用的一些石墨烯转移技术要么步骤繁琐、转移面积受限，要么成本较高，要么经过高温，使得到的石墨烯性能受影响，要么石墨烯与目标衬底的结合力较弱，最终得到的石墨烯不完整。

比如利用PMMA作为媒介转移石墨烯，该方法在转移石墨烯时容易使石墨烯破损，很难得到完整的石墨烯膜，对操作要求精准，也难以转移大面积的石墨烯。

热释放胶带转移石墨烯是将长有石墨烯的生长基底贴合在热释放胶带上，去掉生长基底，再将转有石墨烯的热释放胶带贴合在目标衬底上，然后利用热释放胶带的热释放特性，加热使其失去黏性，石墨烯便转到了目标衬底上。静电保护膜转移石墨烯是利用静电保护膜的静电吸附作用贴合包含生长衬底的石墨烯，然后将生长衬底去除，得到石墨烯/静电保护膜结合体，最后将石墨烯/静电保护膜结合体贴合于目标基底上，释放静电去除静电保护膜，得到石墨烯薄膜。这两种方法的缺陷也很明显：(1)热释放胶膜或者静电保护膜转移石墨烯时，利用高温加热释放胶或者去除静电时，可能会导致释放或者去除静电不完全，使得到的石墨烯不完整，且热释放胶带价格较高，增加了生产成本。采用聚合物黏合剂的方法转移石墨烯，难以精确控制黏合剂层的厚度，要经过UV光照或者加热的方法固化，耗时耗电，在连续生产时增加了生产成本；(2)利用热释放胶带转移石墨烯，热释放胶带价格昂贵，成本增加，在脱胶时还要经过高温烘烤，影响转移的石墨烯性能；(3)用静电保护膜转移的石墨烯，石墨烯与目标衬底的结合较弱，在去除静电时，要么采用高温加热，要么低温冷却，高温影响性能，去除静电不完全时，得到的石墨烯有破损。

发明内容

本发明的第一个目的是解决现有技术存在的问题，提供一种工艺简化、转移成本降低，与目标衬底结合力高，得到的石墨烯完全无缺陷的转移石墨烯的方法。

实现本发明目的的技术方案是一种转移石墨烯的方法，利用双面胶膜将生长在生长基体上的石墨烯转移到目标衬底上。

一种是转移一层石墨烯的方法：步骤一：将双面胶膜的上离型膜撕掉，留下双面胶膜体和下离型膜；

步骤二：准备生长有石墨烯的生长基体，与步骤一处理后的双面胶膜贴合，石墨烯贴合在双面胶膜体上；

步骤三：去除生长基体；

步骤四：在石墨烯上贴合一层保护膜；

步骤五：将双面胶膜体的下离型膜撕掉，将带有保护膜的石墨烯和双面胶膜体贴合在目标衬底上；

步骤六：撕掉保护膜，完成石墨烯由生长基底到目标衬底的转移。

另一种是转移多层石墨烯的方法：步骤一：将双面胶膜的上离型膜撕掉，留下双面胶膜体和下离型膜；

步骤二：准备生长有石墨烯的生长基体，与步骤一处理后的双面胶膜贴合，石墨烯贴合在双面胶膜体上；

步骤三：去除生长基体；

步骤四：准备生长有石墨烯的生长基体，将本步骤中的石墨烯与第三步中的石墨烯贴合；再去除生长基体；根据所需转移的石墨烯的层数，循环本步骤；

步骤四：在位于最上层的石墨烯上贴合一层保护膜；

步骤五：将双面胶膜体的下离型膜撕掉，将带有保护膜的石墨烯和双面胶膜体贴合在目标衬底上；

步骤六：撕掉保护膜，完成石墨烯由生长基底到目标衬底的转移。