[发明专利]石墨烯薄膜转移同时图案化的方法

说明书

本发明提供一种石墨烯薄膜转移同时图案化的方法，包括：取石墨烯膜，包括支撑膜、及设置在支撑膜表面的单层或两层以上堆叠的石墨烯；利用微纳结构模板处理石墨烯，得到支撑膜/图案化的石墨烯的复合结构；在支撑膜/图案化的石墨烯的石墨烯一面贴合目标基底，得到支撑膜/图案化的石墨烯/目标基底；和去除支撑膜，得到图案化的石墨烯/目标基底。

技术领域

本发明图案化石墨烯薄膜的制备工艺，具体属于电子设备制备领域。

背景技术

石墨烯是一种新型的二维碳纳米材料，拥有优异的导电性能和导热性能， 并且比表面积大，透光性高，韧性好，电阻率小，在传感器、晶体管、太阳 能电池等方面显示了极大的应用前景。图案化技术是电子器件制备中必不可 少的一个环节，目前石墨烯薄膜图案化的技术主要是两种：直写法和光刻法。 直写法即采用聚焦激光束直接在石墨烯薄膜表面刻蚀图形，这种方法在蚀刻 石墨烯的时候会出现蚀刻不完整的现象，并且设备较为昂贵，工艺过程长， 产量低，不利于大规模化生产。光刻法是先采用光刻工艺在石墨烯表面制备 出光刻胶图形结构，以光刻胶结构为模板采用激光或等离子体等刻蚀技术进 行蚀刻，最终洗掉光刻胶就可得到图案化石墨烯薄膜。这种方法由于光刻胶、 除胶剂等的引入会对石墨烯造成污染，并且光刻工艺涉及曝光、显影、除胶 等多个步骤，工艺过程较长；另外由于每批样品都要重复曝光、刻蚀等过程， 因此成本较高。此外，这两种方法都需要对石墨烯薄膜进行刻蚀，激光或者 等离子体的引入会对基底造成损伤，并且这种方法只适用于平面基底，不能 在曲面基底上制备图案化石墨烯薄膜。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域 的现有技术。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种石墨烯薄膜转 移同时图案化的方法，包括：

取石墨烯膜，包括支撑膜、及设置在支撑膜表面的单层或两层以上堆叠 的石墨烯；

利用微纳结构模板处理所述石墨烯，得到支撑膜/图案化的石墨烯的复合 结构；

在支撑膜/图案化的石墨烯的石墨烯一面贴合目标基底，得到支撑膜/图 案化的石墨烯/目标基底；和

去除支撑膜，得到图案化的石墨烯/目标基底。

根据本发明的一个方面，所述利用微纳结构模板处理所述石墨烯的方法 包括：

在所述石墨烯膜的石墨烯表面设置所述微纳结构模板，形成支撑膜/石墨 烯/微纳结构模板的复合材料；

通过对支撑膜/石墨烯/微纳结构模板的复合材料施加物理作用或化学作 用使微纳结构模板的凸起与石墨烯的结合力大于该处石墨烯与支撑膜的结合 力；和

分离微纳结构模板，得到支撑膜/图案化的石墨烯的复合结构。

根据本发明的一个方面，所述在所述石墨烯膜的石墨烯表面设置所述微 纳结构模板的方法采用将所述微纳结构模板在压力下贴合在所述石墨烯膜的 石墨烯表面，优选地，所述贴合压力为0.5-10MPa，优选为1-5MPa。

根据本发明的一个方面，所述通过对支撑膜/石墨烯/微纳结构模板的复 合材料施加物理作用或化学作用使微纳结构模板的凸起与石墨烯的结合力大 于该处石墨烯与支撑膜的结合力的方法采用对支撑膜/石墨烯/微纳结构模板 的复合材料施加压力和/或高温处理。

根据本发明的一个方面，所述施加压力的压力为1-30MPa，优选5-15MPa。

根据本发明的一个方面，所述施加压力采用辊压的方式。

根据本发明的一个方面，所述高温处理的温度为50-200℃，优选 60-150℃。

根据本发明的一个方面，所述高温处理的处理时间为10-60min。