[发明专利]一种在二维材料上制备电极的方法

说明书

本发明的一种简便可控的在二维材料上制备电极的方法属于材料科学及电子技术领域，步骤有，将载网(3)粘在打孔的胶带(4)的粘性面上，将聚合物薄膜(5)固定在胶带(4)的光滑面上，利用微观操作手转移至二维材料(2)的目标位置处并压紧，在载网(3)和二维材料(2)上沉积金属电极，用镊子去除载网(3)，在二维材料(2)上得到微电极(7)。本发明的方法对设备要求低、条件温和、操作简便；而且仅通过改变载网的种类，即可方便地调控电极的形状及尺寸，适用性广。

技术领域

本发明属于材料科学及电子技术领域，涉及一种简便可控的在二维材料上制备电极的方法。

背景技术

石墨烯、过渡金属二硫化物、氮化硼、二维聚合物等二维材料因其独特的性质引起了研究者的广泛关注，有望在微型电池、超级电容器、晶体管、微电子器件等领域得到广泛应用。其中，在二维材料表面制备电极是进行基础科学研究和实际应用的关键。然而，二维材料的尺寸较小，形状各异，造成了微电极的制备困难。目前，研究者主要通过紫外光刻法、电子束沉积法和聚焦离子束沉积法等微加工方法在二维材料表面制备电极。其中，紫外光刻法需经过涂胶、紫外曝光、显影、刻蚀等工艺，不仅步骤繁琐，而且易对二维材料造成破坏。电子束沉积法和聚焦离子束沉积法能在二维材料的指定位置沉积电极，但所需设备昂贵，操作繁琐，耗时较长，并且易对二维聚合物造成辐照损伤，影响性能表征。因而，本领域仍然需要开发一种简便的适用性广的在二维材料上制备电极的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服背景技术存在的问题，提供一种简便可控的在二维材料上制备电极的方法，用于在各种二维材料的目标位置制备形状和尺寸可控的微电极，并在制备过程中避免对二维材料造成损伤和破坏，适用范围广、操作简便、耗时短。

具体的技术方案如下：

一种在二维材料上制备电极的方法，有以下步骤：

1)将二维材料2转移至SiO₂/Si基底1上；

2)采用打孔器在胶带4上打一个直径为1～2.5mm的小孔；

3)将载网3粘在胶带4的粘性面上，其中载网3的中心点与胶带4上的小孔的中心点重合；

4)将聚合物薄膜5固定在胶带4的光滑面上，所述聚合物薄膜5的厚度为1～5mm；

5)将步骤4)得到的载网3/胶带4/聚合物薄膜5的组合体安装在微观操作手上的载玻片6上并利用微观操作手将组合体转移至步骤1)中的二维材料2的目标位置处，使组合体带有载网3的一侧朝向二维材料2并压紧；

6)将步骤5)所述的微观操作手缓慢垂直抬起，并移除聚合物薄膜5，在SiO₂/Si基底1上得到覆盖载网3及胶带4的二维材料2；

7)在载网3、胶带4和二维材料2上沉积50nm～200nm厚度的金属电极；

8)用镊子去除载网3和胶带4，在二维材料2上得到微电极7。

本发明的一种在二维材料上制备电极的方法中，所述的二维材料2优选石墨烯、二硫化钼、二硫化钨、二氧化钛、氮化硼或二维聚合物；所述的二维材料的二维尺寸优选200nm×500nm～10cm×10cm，厚度优选0.3nm～100μm；所述的SiO₂/Si基底1中SiO₂层的厚度优选100～500nm；所述的胶带4上的小孔直径优选为2mm。

本发明的一种在二维材料上制备电极的方法中，所述的载网3可以是铜网、镍网、金网、钛网或钼网。