[发明专利]一种基于石墨烯胶带的快速转移方法

说明书

一种基于石墨烯胶带的快速转移方法，包括配置胶带溶液，形成胶带薄膜；得到石墨烯薄膜；将薄膜胶带的工作面贴到石墨烯薄膜上，得到石墨烯胶带；将石墨烯胶带漂浮在去离子水表面，清洗2‑3次；对需要的目标基底进行表面清洁，准备转移石墨烯；将石墨烯胶带从去离子水中取出，放置在目标基底上，使石墨烯胶带和目标基底完全贴合，石墨烯与目标基底接触；将石墨烯胶带和目标基底置于红外烤灯下，加热使石墨烯胶带软化；待水分完全蒸发后，缓慢将胶带撕下，完成从胶带到目标基底的石墨烯转移。本发明具有对专业设备依赖低、转移过程简洁、能够完整转移石墨烯并长期保存石墨烯的优点。

技术领域

本发明属于石墨烯转移领域，具体涉及一款石墨烯柔性胶带和一种基于该胶带的快速转移石墨烯方法。

背景技术

传统石墨烯转移技术是一种湿法转移技术，具体转移过程为：1. 滴取少量聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）于石墨烯／铜箔／石墨烯一面，高速旋转形成一层薄膜，形成PMMA／石墨烯／铜箔／石墨烯，用于避免石墨烯在转移过程中产生破损；2. 高温加热PMMA／石墨烯／铜箔／石墨烯，使PMMA固化；3. 利用氧等离子清洗器去除背面的石墨烯，得到PMMA／石墨烯／铜箔，避免背面石墨烯影响转移结果；4. 将PMMA／石墨烯／铜箔漂浮在刻蚀液表面，刻蚀铜基底，得到PMMA／石墨烯薄膜；5. 用去离子水反复清洗PMMA／石墨烯薄膜，去除杂质，并用目标基底捞起，得到PMMA／石墨烯／目标基底；6. 在空气中自然晾干，并加热，进一步去除PMMA／石墨烯／目标基底中残留的水分；7. 用丙酮或二氯甲烷等有机良溶剂去除PMMA，然后用异丙醇清洗，氮气吹干表面，得到石墨烯／目标基底样品，完成转移。

传统石墨烯转移技术和涂装法石墨烯转移技术存在如下缺陷：

1. 杂质残留，PMMA膜难以被有机溶剂完全溶解，产生残留，影响石墨烯电子迁移率，降低石墨烯电子器件的电学性能。

2. 转移具有不稳定性，复杂的操作流程中每一步都可能造成石墨烯的破损和缺陷，严重影响转移结果的有效性。

3. 目标基底受限，由于转移流程的限制，大部分有机基底和柔性基底难以完成转移，同时，具有三维结构和表面粗糙的基底也无法实现完整的转移，大大限制了石墨烯的应用。

4. 专业依赖性强，整个转移过程涉及到多种试剂和设备，对专业技术和专业设备具有很强的依赖性，不利于石墨烯下游产业的发展。

5. 无存储性，转移的石墨烯必须搭载在目标基底上，不能独立存在，导致整个转移过程必须连续完成，不能实现分步转移，没有存储性。

6. 时间长工序复杂，完整的一次石墨烯转移需要近一天的时间，时间长，转移步骤多，影响石墨烯的高效应用，不利于石墨烯的应用发展。

发明内容

本发明致力于解决石墨烯转移技术中完整性差、对专业技术和设备的高度依赖、转移过程繁琐、不具备存储性等问题；提出一种对专业设备依赖低、转移过程简洁、能够完整转移石墨烯并长期保存石墨烯的基于石墨烯胶带的快速转移方法，包括以下步骤：

S1、配置胶带溶液，将胶带溶液滴在洁净平整的光滑表面，自然晾干形成胶带薄膜；光滑表面是玻璃表面等表面粗糙度小的材料，其目的是得到表面粗糙度小的胶带；

S2、用涂装法石墨烯转移技术得到漂浮在刻蚀液表面的石墨烯薄膜；

S3、将胶带薄膜从光滑表面上取下，以薄膜胶带与光滑表面接触的面为工作面，将工作面贴到石墨烯薄膜上，得到石墨烯胶带；通过将石墨烯薄膜粘在工作面上，将石墨烯从刻蚀液中转移到薄膜胶带；

S4、将石墨烯胶带漂浮在去离子水表面，清洗2-3次，用于除去石墨烯胶带背面的离子杂质；

S5、对需要的目标基底进行表面清洁，准备转移石墨烯；