[发明专利]用于转移石墨烯的系统和方法

说明书

本公开是针对用于从一个衬底的表面到另一衬底的表面转移石墨烯的系统和方法。在一个特定实施例中，在第一衬底的表面上生长石墨烯层，其中随后将所述第一衬底的底部附连到第二衬底的表面。所述第二衬底可以包含由刚性或半刚性组合物制成的材料以对所述第一衬底提供结构支撑和背衬。所述石墨烯层可以随后从所述第一衬底剥离且转移到目标表面，例如电子装置或生物传感器的表面。

技术领域

所公开技术大体上涉及从一个衬底的表面到另一衬底的表面转移石墨烯。更具体地，本文公开的实施例涉及用于转移石墨烯以用于大规模制造的系统和方法。

背景技术

石墨烯包括按六边形的重复图案结合在一起的碳原子的单个薄层。石墨烯具有许多非凡的性质，包含高机械强度、高电子迁移率和优良的热导率。因为石墨烯是优良的热和电导体，所以石墨烯材料经常用以构造基于石墨烯的生物传感器、晶体管、集成电路和其它装置。

虽然已经存在对石墨烯的应用和利用的许多学术关注，但石墨烯生产的商业化的尝试大部分都已失败。因此，用于处置和制备石墨烯的许多当前已知技术限于仅适合于学术目的和小规模生产的技术，且因此未能考虑制造成本、产品组装要求以及长期耐久性的需要。另外，因为石墨烯层经常生长在薄片上，所以转移石墨烯层经常是极困难的，特别是由于薄片在被触摸后以及甚至在暴露于环境后会容易起皱且弯曲。

虽然转移石墨烯的当前方法通常溶解石墨烯层所附接到的衬底，但这是不理想的，因为这溶解生长的金属衬底且不允许再使用生长的衬底。这不仅大体上增加制造成本，而且可能在石墨烯层上留下薄残余物，因为完全溶解金属衬底经常是困难的。剩余残余物随后导致污染且降低石墨烯的质量。

转移石墨烯的另一方法可以利用粘合带以从生长的金属衬底分离石墨烯且将石墨烯转移到必要表面上。虽然转移石墨烯的复杂性和成本是低的，但这对于需要石墨烯的大规模且高产量生产的商业环境来说是不理想的。因此，当前需要改进石墨烯的转移以用于大规模制造而不损坏或污染石墨烯。

发明内容

鉴于上述缺陷，存在从一个衬底的表面到另一衬底的表面恰当地且有效地转移石墨烯层的长期需要，其中工艺是可靠的且适合于大规模生产。

本公开是针对从一个衬底的表面到另一衬底的表面转移石墨烯的方法。在一个特定实施例中，在第一衬底的表面上生长石墨烯层，其中随后将第一衬底的底部附接到第二衬底的表面。仅借助于实例，第二衬底可以包含由刚性或半刚性组合物制成的材料以便对石墨烯层提供结构支撑和背衬。一些实施例可进一步包含从第一衬底剥离石墨烯层且将石墨烯层转移到第三衬底的表面，例如传感器或电子装置的表面，以完成石墨烯转移。

所公开技术的其它特征和方面将从以下结合附图做出的详细描述变得显而易见，附图借助实例图示了根据所公开技术的实施例的特征。发明内容并不希望限制本文所描述的任何发明的范围，所述范围仅由本文所附的权利要求书界定。

附图说明

根据一个或多个各种实施例，参考附图详细地描述本文公开的技术。附图是仅出于说明的目的而提供，且仅描绘所公开技术的典型或实例实施例。提供这些附图以促进读者对所公开技术的理解，且不应视为对所公开技术的广度、范围或适用性的限制。应注意，为了说明的清楚性和简易性起见，这些图式未必按比例绘制。

图1是说明根据一个实施例的用于从特定衬底的表面到另一衬底的表面转移石墨烯的方法的流程图。

图2是根据一个实施例的在特定衬底的表面上的石墨烯层的图。

图3是根据一个实施例的在特定衬底的表面上的石墨烯层的图，其具有鼓泡以将石墨烯转移到另一衬底的表面上。

图4是一个实施例的暂时性衬底的图。

图5是根据一个实施例的附接有生长衬底的暂时性衬底的图。

图6是根据一个实施例的用于从生长衬底剥离石墨烯层的系统的图。