[发明专利]一种石墨烯薄膜的转移方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学材料生产领域，具体涉及一种石墨烯薄膜的转移方法。

背景技术

现有化学气相沉积发即CVD发生长的石墨烯，转移至其他衬底时，面临的主要问题是转移过程中，会产生石墨烯的破损，从而降低了石墨烯的质量，一定程度上限制了石墨烯的应用。

根据现有方法，石墨烯在衬底上生长好之后，一般直接进行对衬底的腐蚀，从而转移出石墨烯，或直接剥离石墨烯与生长衬底，从而转移石墨烯。由于石墨烯与生长衬底之间存在一定的结合力，所以在转移的过程中，石墨烯薄膜会受到该结合力的影响，造成石墨烯的破损，降低了石墨烯的转移质量，一定程度上限制了石墨烯的应用。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术中的缺陷，提供了一种石墨烯薄膜的转移方法，通过加入氧插层的处理过程，减少了石墨烯与生长衬底的结合力，从而提高了转移后石墨烯的完整性。该方法不会造成环境污染，成本低廉，处理方式简单，且容易兼容至现有的转移工艺。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种石墨烯薄膜的转移方法，包括以下步骤：

1）通过化学气相沉积法，在金属衬底上生长石墨烯薄膜，得到生长好石墨烯薄膜的金属衬底；

2）将步骤1）得到的生长好石墨烯薄膜的金属衬底，与转移目标衬底进行粘合，得到粘合好的转移目标衬底/石墨烯/生长衬底复合薄膜；

3）将步骤2）得到的复合薄膜，放置在湿氧环境中进行充分氧化，得到转移目标衬底/石墨烯/氧插层/生长衬底复合薄膜；

4）将步骤3）得到的复合薄膜，通过指定的剥离方法将生长衬底与石墨烯分离开，得到转移目标衬底/石墨烯薄膜，至此石墨烯转移完成。

进一步的，上述的一种石墨烯薄膜的转移方法，所述石墨烯的生长衬底为铜、镍或二者的合金，衬底厚度为1μm-1mm。

进一步的，上述的一种石墨烯薄膜的转移方法，所述转移目标衬底为防静电保护膜或热释放胶带。

进一步的，上述的一种石墨烯薄膜的转移方法，所述湿氧环境为：气态或气液混合态的环境，环境中含游离态氧、氧气、臭氧中的一种或多种，环境中含水或水汽。

进一步的，上述的一种石墨烯薄膜的转移方法，所述石墨烯为1-10层的的多层石墨烯。

进一步的，上述的一种石墨烯薄膜的转移方法，所述指定的剥离方法包括：化学法腐蚀衬底、电化学法腐蚀衬底、机械法剥离衬底、电化学法剥离衬底或此四种方式的复合处理。

进一步的，上述的一种石墨烯薄膜的转移方法，所述湿氧环境的温度为0-100℃。

进一步的，上述的一种石墨烯薄膜的转移方法，所述湿氧环境的相对湿度为1%-100%。

进一步的，上述的一种石墨烯薄膜的转移方法，所述湿氧环境的中的含氧量为1%-99%。

本发明的操作过程是通过将生长好石墨烯的生长衬底，贴在防静电保护膜或热释放胶带上。由于这两种类型的膜表面涂布的胶都有较好的透气性，从而保证了复合薄膜放置在湿氧环境中可以充分氧化。随着氧化的进行，在石墨烯与衬底之间逐渐形成了氧插层，降低了石墨烯与其生长衬底的结合力，从而减少了石墨烯在转移过程中受其结合力的影响，提高了石墨烯的转移完整性，相应提高了转移后石墨烯的质量。

本发明的技术要点是通过氧插层处理后的CVD法生长的石墨烯及其衬底，在转移后，石墨烯完整性更好，该方法简单，便于操作，环境友好。

本发明的有益效果为：

1、本发明是在剥离石墨烯与衬底之前，加入氧插层处理，降低石墨烯与衬底间的结合力，提高了转移后石墨烯的完整性。

2、本发明的工艺简单，成本低廉，甚至可以直接放置在空气中处理，环境友好，十分有利于石墨烯产业化生产制备和应用。

3、本发明中的含氧坏境可以重复使用，降低了资源消耗。

附图说明

图1为形成氧插层之后的转移目标衬底/石墨烯/氧插层/生长衬底复合薄膜的结构示意图。

其中，1为转移目标衬底的结构示意；2为CVD法生长好的石墨烯的结构示意；3为形成的氧插层的结构示意；4为石墨烯生长衬底的结构示意。

具体实施方式

实施例1：