[发明专利]一种在二维材料上制备金属电极的方法

说明书

本发明公开了一种在二维材料上制备金属电极的方法，它包括：固定铜网：在载玻片上铺设聚二甲基硅氧烷薄膜，再在该薄膜中心铺一层聚乙烯醇薄膜，在薄膜中心区域用两条双面胶带将铜网黏附在两胶带中间区域；对准：将表面有二维材料的衬底采用二维材料转移台与铜网实现对准后，对衬底升温到60‑80℃，保持60‑120秒，移除转移台，聚乙烯醇薄膜与聚二甲基硅氧烷薄膜之间发生脱落，再将聚乙烯醇薄膜从胶带上撕去，留下胶带和铜网在衬底上；蒸镀电极：将衬底放到电子束蒸发设备中，设定所需电极要求进行蒸镀，蒸镀完成后，将胶带和铜网从衬底中剥离，在二维材料上制得金属电极。本发明具有制备效率高、精度高、制作简便、稳定性好、坚固耐用，且成本低廉的优点。

技术领域

本发明涉及二维材料金属电极制备技术领域，尤其是一种在二维材料上制备金属电极的方法。

背景技术

近年来，二维材料由于其性能随层数可调等独特的性能，大量的研究投入其中，包含了光学、电学、材料学等领域。表征二维材料的电学性能需要在二维材料上制备金属电极。科研人员提供各种各样的方法，比如在二维材料上铺上光刻胶，通过光刻技术在二维材料上制备金属电极，传统的光刻技术需要定制的光刻版制备的周期较长，价格昂贵，对于激光直写和电子束曝光技术，两种方法对于单个样品制备效率太低，且成本较高。何军等人基于铜网提供一种在二维材料上制备金属电极的简便方法，其在光镜上手动将铜网与二维材料对准，并用耐高温胶带固定铜网，再通过蒸镀的方法制备电极，此方法成本较低，效率较高，但手动对准精度较低，不可控性较高。对于高精度对准硅基掩模板配合对准台，精度可达到1微米，可控性高，但成本较高，易碎，对于操作者的要求较高，并且一个掩模版只能在一个二维材料样品上制备金属电极，但电子束蒸发可同时对多个样品制备电极，若使用此方法需要多个对准台和掩模板，成本太高，并且效率也低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种在二维材料上制备金属电极的方法，本发明包括聚二甲基硅氧烷薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酰亚胺胶带及铜网，具有制备效率高、精度高、制作简便、稳定性好、坚固耐用，且成本低廉的优点。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种在二维材料上制备金属电极的方法，该方法包括以下具体步骤：

步骤1：固定铜网

在载玻片上铺一层聚二甲基硅氧烷薄膜，其薄膜面积为1- 4cm²，再在聚二甲基硅氧烷薄膜中心区域铺一层聚乙烯醇薄膜，聚乙烯醇薄膜面积小于聚二甲基硅氧烷薄膜；切取两条聚酰亚胺胶带，胶带长度以不超出聚乙烯醇薄膜为准，宽度为1-7mm，用双面胶将两聚酰亚胺胶带的一面以中心对称分别黏附在聚乙烯醇薄膜上，两胶带之间间距为1-6mm，再将铜网黏附在两根胶带中间区域；

步骤2：对准

将表面具有二维材料的衬底，采用二维材料转移台与铜网实现对准，对准完成后，对衬底升温加热，温度升到60-80℃时，保持60-120秒，抬起二维材料转移台的升降臂，此时聚乙烯醇薄膜与聚二甲基硅氧烷薄膜之间发生脱落，聚乙烯醇薄膜和胶带与铜网黏附在衬底上，再逐渐地将聚乙烯醇薄膜从胶带上撕去，只留下胶带和铜网在衬底上，再切取2条聚酰亚胺胶带，进一步固定衬底上的铜网；

步骤3：蒸镀电极

将固定有铜网的衬底放到电子束蒸发设备中，设定所需电极要求进行蒸镀，蒸镀完成后，将胶带和铜网从衬底中剥离，在二维材料上制得金属电极。

所述二维材料为石墨烯、过渡金属硫属化物。

本发明制备电极的方法具有制备效率高、精度高、制作简便、稳定性好、坚固耐用，且成本低廉的优点。

附图说明

图1为本发明固定铜网的结构示意图；图中：1-聚二甲基硅氧烷薄膜，2-聚乙烯醇薄膜，3-聚酰亚胺胶带，4-铜网。