[发明专利]一种CVD石墨烯干法转移方法

说明书

本发明公开了一种CVD石墨烯干法转移方法，在石墨烯/铜箔上依次旋涂配置的PVP胶和PVA胶，烘箱烘干；将所得的PVA/PVP/石墨烯/铜箔取出，剥离PVA/PVP/石墨烯薄膜，然后将剥离的薄膜转移至两片透明载玻片中间，预热，使薄膜自然舒展后，浸入温热的无水乙醇中5s后取出，粘附在清洗过后的衬底上，待自然晾干后，置于75℃的水蒸气中10min，置于烘箱烘干；将PVA/PVP/石墨烯/衬底取出，置于75℃的去离子水中，清除PVA/PVP胶体后，去离子水清洗5次，烘箱烘干。本发明具有保护胶残留较少，无重金属残留，有机溶剂残留少、转移石墨烯用时少、成本低，转移墨烯质量较高等优点。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及一种CVD石墨烯干法转移方法。

背景技术

石墨烯作为一种具有高电导率、高热导率的二维材料在锂电池以及太阳能等行业已经被应用，自2004年曼彻斯特大学教授、诺贝尔奖得主盖姆等人使用石墨解离出石墨烯以来的14年间，关于石墨烯的研究如火如荼，石墨烯的制备、电学性能、光学性能、机械性能、改性以及应用方面已经得到了广泛的认同。随着电子光电器件领域的发展，石墨烯作为一种高电导率以及对全光谱的高透过率的二维材料，被应用到该光电器件上作为透明电极，极大的提高了器件的光电响应速率。石墨烯的制备方法有很多，主要有：利用热解石墨将石墨烯分离出来；将碳化硅中的碳经过高温析出；使用化学气相沉积的方法直接在衬底上生长等。其中，使用最广泛、应用最成熟的就是使用化学气相沉积直接在衬底上生长，此方法生长出的石墨烯单晶质量优良，能满足器件上的应用，该方法已经得到了推广实现了量产。但是，该方法生长石墨烯受衬底限制，目前普遍使用高纯铜箔作为衬底，经过高温清洗后，通入原气体进行生长。所以，要将制备好的石墨烯薄膜应用到器件中，转移工艺是不可或缺的。传统的转移方法是石墨烯湿法转移，先匀PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)胶，再使用刻蚀剂（如三氯化铁、过硫酸铵等）刻蚀掉铜箔，经清洗后再将石墨烯转移至衬底表面，最后去胶。该方法转移后的石墨烯质量较好，结构较为完整，褶皱较少。但是该工艺比较复杂，刻蚀铜衬底时间长，且长时间的刻蚀对石墨烯薄膜以及PMMA胶的粘附性具有较大的影响，从而导致在刻蚀铜箔过程中石墨烯完整性受到影响。此外，该方法有其与生俱来的缺点：1、重金属杂质的残留（如Fe³⁺、Cu²⁺等）；2、PMMA胶体的残留；3、大量有机溶剂（如丙酮）的使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种无重金属残留、无胶体残留、有机污染少的石墨烯干法转移方法;此方法对于使用石墨烯作为透明电极以及异质结光电器件来说是十分有优势的。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种CVD石墨烯干法转移方法，包括如下步骤：

S1、配制PVP（聚乙烯吡咯烷酮）、PVA（聚乙烯醇）胶体；

PVP胶：称取1g PVP白色粉末，加入1ml去离子水，再向其中加入2ml NVP，最后加入无水乙醇至10ml，并手动搅拌至完全溶解即可，密封、低温（0℃-4℃）保存；

PVA胶：称取1g PVA 白色粉末,加入10ml去离子水，置于磁力搅拌器上，温度设置为80℃，搅拌时间1h，直至完全溶解，呈粘稠胶状，密封、常温保存；

S2、按顺序旋涂胶体；

剪取所需大小的石墨烯/铜箔，将其放入密闭的去离子水上，使用50℃水浴加热3h后，取出，在其石墨烯面上依次旋涂所得的PVP胶和 PVA胶，烘箱烘干；

S3、将所得的PVA/PVP/石墨烯/铜箔取出，剥离PVA/PVP/石墨烯薄膜，然后将剥离的薄膜转移至两片透明载玻片中间，在热板上75℃预热90s，使薄膜自然舒展；

S4、转移石墨烯