[发明专利]二维材料解理方法

说明书

一种二维材料解理方法，包括：在母体层状晶体的表面形成绝缘薄膜镀层；在绝缘薄膜镀层表面粘贴热释放胶带；揭起热释放胶带，使热释放胶带粘附绝缘薄膜镀层，且绝缘薄膜镀层表面具有由部分母体层状晶体构成的中间层状晶体；在热释放胶带表面覆盖粘附印章，且粘附印章覆盖绝缘薄膜镀层和中间层状晶体；热处理热释放胶带，使热释放胶带与粘附印章、以及热释放胶带与绝缘薄膜镀层分离；之后，将粘附印章、中间层状晶体和绝缘薄膜镀层按压在衬底上，且绝缘薄膜镀层与衬底接触；之后，揭起粘附印章，粘附印章表面带走部分中间层状晶体，使绝缘薄膜镀层表面形成二维材料。所述方法能够制备大面积高质量的二维材料，拓宽二维材料库。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种二维材料解理方法。

背景技术

二维材料指的是由单原子层或几个原子层构成的晶体材料。绝大多数的二维材料可从其对应的三维母体材料获得。比如，单个原子层的碳，即石墨烯，可以由层状的石墨得来。在石墨中，原子层间的碳是由范德瓦尔斯力连接的，这种力相较于共价键或离子键要弱，因此可以较为容易地将石墨从层间分开，得到单层的石墨烯，如同将一页纸从一本书中取出。2004年，Geim课题组使用透明胶带对石墨进行了机械解理，首次得到了单层石墨烯。而这种机械解理的方式适用于很多如同石墨的层状体材料，使得二维材料领域有了前所未有的发展。

二维材料有着许多与三维母体材料不同的物理性质，并且，二维材料对外界调控更加敏感，更易被调控，使其在诸如自旋电子学、光电子学等应用方面具有其三维母体材料所不具备的优越性质。另外，二维材料堆叠后形成的新结构，即范德瓦尔斯异质结，有着更不为人知的优异性能，大大拓宽了已有的材料体系。

然而，目前亟需一种能够适用于较多材料的制备大面积高质量的二维材料的方法。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种二维材料解理方法，以实现从较多种母体层状材料中分离出大面积且高质量的二维材料，拓宽二维材料库。

为解决上述问题，本发明提供一种二维材料解理方法，包括：提供母体层状晶体、热释放胶带、粘附印章和衬底；在所述母体层状晶体的表面形成绝缘薄膜镀层；在所述绝缘薄膜镀层表面粘贴热释放胶带；揭起所述热释放胶带，使热释放胶带粘附所述绝缘薄膜镀层，且所述绝缘薄膜镀层表面具有由部分母体层状晶体构成的中间层状晶体；在所述热释放胶带表面覆盖粘附印章，且所述粘附印章覆盖所述绝缘薄膜镀层和所述中间层状晶体；热处理所述热释放胶带，使所述热释放胶带与所述粘附印章、以及所述热释放胶带与所述绝缘薄膜镀层分离；热处理所述热释放胶带后，将所述粘附印章、中间层状晶体和绝缘薄膜镀层按压在所述衬底上，且所述绝缘薄膜镀层与所述衬底接触；将所述粘附印章、中间层状晶体和绝缘薄膜镀层按压在所述衬底上后，揭起所述粘附印章，所述粘附印章表面带走部分中间层状晶体，使所述绝缘薄膜镀层表面形成二维材料。

可选的，所述母体层状晶体具有相对的第一面和第二面；所述二维材料解理方法还包括：提供胶带；在所述母体层状晶体的表面形成绝缘薄膜镀层之前，将所述母体层状晶体粘贴在所述胶带表面，第一面与所述胶带接触；将所述母体层状晶体粘贴在所述胶带表面后，在所述母体层状晶体的第二面形成所述绝缘薄膜镀层。

可选的，所述超真空胶带的材料包括聚酰亚胺薄膜材料、丙烯酸黏合剂材料或有机硅黏合剂材料。

可选的，将所述母体层状晶体粘贴在所述胶带表面的步骤在惰性气体环境中进行。

可选的，所述绝缘薄膜镀层的材料包括氧化铝、氧化硅、氧化镁或二氧化钛。

可选的，形成所述绝缘薄膜镀层的工艺包括蒸镀工艺、溅射工艺或电镀工艺。

可选的，所述绝缘薄膜镀层的材料为氧化铝；形成所述绝缘薄膜镀层的工艺为蒸镀工艺，参数包括：蒸镀环境的氧气分压为1E-4毫巴～2E-4毫巴，蒸镀源为铝。

可选的，所述绝缘薄膜镀层的厚度为50纳米以上。