[发明专利]一种去除石墨烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学材料生产领域，具体涉及一种去除石墨烯的方法。

背景技术

石墨烯薄膜目前已经受到学术界、产业界大量的关注，并已经有了初步的产业化应用。在石墨烯薄膜相关产品加工制作过程中，难以避免的会有石墨烯薄膜图案化的需求，或者某些情况下，需要整面去除石墨烯的需求。按照有工艺，主要是通过等离子体刻蚀、激光扫除等方式清除。等离子刻蚀分为真空、低压环境下的等离子体刻蚀，和常压等离子体刻蚀，真空或低压环境对设备要求较高，且处理前需要将待处理件放入设备腔室内，相对成本高，工序繁琐。常压等离子体目前只能做到较小的处理面积，一般为点状处理区域，效率相对较低，难以应用到大面积的处理需求里。激光扫除工艺也存在处理面积小，且为点状处理范围，存在效率低的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术中的缺陷，提供了一种去除石墨烯的方法，是采用特定波长的紫外光处理石墨烯薄膜，从而实现低成本、高效率的刻蚀去除指定区域的石墨烯的工艺，本发明的方法过程简单，设备成本低，处理效率高，容易应用到大规模、机械化、自动化生产处理石墨烯薄膜过程中。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种去除石墨烯的方法，在特定环境中，采用特定波长的紫外光照射的方式去除石墨烯。

进一步的，上述的一种去除石墨烯的方法，所述紫外光中，包含有光波长为110nm-196nm的紫外光，所述特定环境中，含有保护气体和反应气体。

进一步的，上述的一种去除石墨烯的方法，包括以下步骤：

1）在石墨烯薄膜表面制作掩膜层；

2）对掩膜层进行图案化，将需要刻蚀掉石墨烯的部分的掩膜层去除，直接裸露出此部分的石墨烯；

3）在所述特定环境中，用所述光波长的紫外光照射掩膜层，直至需要去除区域的石墨烯被完全去除；

4）去除剩余的掩膜层。

进一步的，上述的一种去除石墨烯的方法，所述特定环境中的保护气体为氮气、氩气、氦气中的一种或多种混合。

进一步的，上述的一种去除石墨烯的方法，所述特定环境中的反应气体为氧气、氯气、氟气中的一种或多种混合。

进一步的，上述的一种去除石墨烯的方法，所述特定环境中保护气体的含量范围为79%-99%，反应气体的含量范围为1%-20%。

进一步的，上述的一种去除石墨烯的方法，包括以下步骤：

1）将待去除的石墨烯层的待处理面放置在所述特定环境中；

2）在所述特定环境中，用所述光波长的紫外光照射待处理面，直至需要去除区域的石墨烯被完全去除。

进一步的，上述的一种去除石墨烯的方法，所述特定环境中的保护气体为氮气、氩气、氦气中的一种或多种混合。

进一步的，上述的一种去除石墨烯的方法，所述特定环境中的反应气体为氧气、氯气、氟气中的一种或多种混合。

进一步的，上述的一种去除石墨烯的方法，所述特定环境中保护气体的含量范围为79%-99%，反应气体的含量范围为1%-20%。

本发明原理为：为了去除指定区域的石墨烯薄膜，在特定环境中，采用特定波长的紫外光照射石墨烯表面。石墨烯的碳碳键吸收特定紫外光后被打断，形成游离态的碳，并与环境中被紫外照射形成的游离态物质的反应气体发生反应，生成气态产物并溢出，从而将石墨烯薄膜去除。由于足够打断石墨烯碳键的紫外光波长较短，穿透能力较差，容易被反应气体吸收，从而在极短的距离上就产生很大幅度的衰减，从而无法实现需要的刻蚀效果。故本发明在反应环境中加入了一定浓度的保护气体，在这些气氛中紫外光的衰减幅度被降到很低，从而使紫外光刻蚀石墨烯得以实现。为了制成需要的图案，可以在石墨烯薄膜表面制成掩膜，由于石墨烯薄膜由二维状碳原子组成，其宏观上的厚度几乎可以忽略，因而采用本方案进行图案化刻蚀时，可以忽略各项同性刻蚀造成的侧蚀，充分保证了图案的精度，而采用特定波长的紫外光刻蚀时，对掩膜的要求很低，可以选用的范围十分广泛，厚度要求甚至可以降到几个纳米，从而尽可能的提高了图案化工艺的精度。

本发明的技术要点是在特定环境中，通过特定波长的紫外光，处理指定区域的石墨烯，效率高，工艺简单，成本低，十分有利于石墨烯规模化工业生产和实验的应用。

本发明的有益效果为：

1、本发明在特定环境中，采用特定波长的紫外光刻蚀处理石墨烯薄膜，相比现有工艺，方法简单，效率高，成本低。