[发明专利]一种石墨烯转移方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯转移方法，其包括以下步骤：在铜上生成石墨烯，形成铜/石墨烯；在石墨烯表面涂覆PMMA，形成铜/石墨烯/PMMA；在PMMA表面镀钛金属膜，形成铜/石墨烯/PMMA/钛金属膜；刻蚀去除铜，形成石墨烯/PMMA/钛金属膜；将石墨烯/PMMA/钛金属膜与目标基底贴合，形成目标基底/石墨烯/PMMA/钛金属膜；去除PMMA/钛金属膜及进行后续处理后，得到目标基底/石墨烯。本发明通过在PMMA表面镀钛金属膜，由于钛金属强度大、硬度大，在去除铜时能保持石墨烯的铺展性，能有效避免石墨烯褶皱、破裂等现象，有利于石墨烯与目标基底贴合；在涂覆PMMA时烘烤温度达到PMMA的玻璃化温度，使得PMMA容易去除、不残留；利用工装夹具将铜/石墨烯/PMMA/钛金属膜的四周固定也能增加其平整性。

技术领域

本发明涉及石墨烯领域，尤其涉及一种石墨烯转移方法。

背景技术

石墨烯是碳原子呈六角形网状键合的材料，其具有很多出色的电特性与机械特性，有望用于高速晶体管、触摸面板、太阳能电池用透明导电膜等。自从2004年被发现后，石墨烯一直以来是前沿研究热点。在其所有的潜在应用中，透明导电膜是最接近实用化的应用例，能作为目前普遍使用的透明导电膜的替代材料，用于触摸面板、柔性液晶面板及有机发光二极管等。透明导电膜这一用途备受期待的原因在于石墨烯具备较高的载流子迁移率且厚度较薄，透明性较高。然而，石墨烯作为透明导电膜应用，得先解决如何能把石墨烯无缺陷转移到需要的材料上。

目前化学气相沉积法(CVD)合成石墨烯的转移技术层出不穷，主要的石墨烯转移方法有用“基体刻蚀”法、“roll to roll”转移技术、“电化学转移”技术、“机械剥离”技术。其中最普遍的是基体刻蚀法，其步骤一般是先在生长有石墨烯的生长基底表面涂覆PMMA，接着用酸去除金属生长铜，然后将PMMA/石墨烯转移到目标基底上，最后再将PMMA去除，得到转移到目标基底的石墨烯。但该方法存在以下问题：(1)石墨烯容易破裂；(2)PMMA会残留，不易完全去除；(3)去除生长铜后，不易打捞，与目标基底贴合平整度不够，容易褶皱；(4)很难大面积无损转移。

因此，为了拓宽石墨烯的应用领域，将石墨烯完整、无损、大面积、无污染且工艺成熟地转移到与器件相匹配的目标基底上，现有的转移技术还有待改进。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种石墨烯转移方法，其目的在于实现了大尺寸高质量的石墨烯转移。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案一种石墨烯转移方法，其包括以下步骤：在铜上生成石墨烯，形成铜/石墨烯；在石墨烯表面涂覆PMMA，形成铜/石墨烯/PMMA；在PMMA表面镀钛金属膜，形成铜/石墨烯/PMMA/钛金属膜；刻蚀去除铜，形成石墨烯/PMMA/钛金属膜；将石墨烯/PMMA/钛金属膜与目标基底贴合，形成目标基底/石墨烯/PMMA/钛金属膜；去除PMMA/钛金属膜及进行后续处理后，得到目标基底/石墨烯。

优选的，所述在铜上生成石墨烯，形成铜/石墨烯，其是采用化学气相沉积法在铜上生成石墨烯。

优选的，所述在石墨烯表面涂覆PMMA，形成铜/石墨烯/PMMA具体包括：

a)配制PMMA溶液：将3-8wt％的PMMA溶于丙酮溶液中，搅拌10-30min后，超声1-5h，得到均匀溶解的PMMA溶液；

b)涂布PMMA溶液：将铜/石墨烯放在涂布机平台上，四周用静电膜固定，然后在其表面滴入PMMA溶液，使得涂布机平台先以转速为1000-2000rpm，转动10-30S，再以转速1500-3000rpm，转动10-60s；得到表面涂布厚约1-20μmPMMA的铜/石墨烯/PMMA；

c)烘烤去除溶剂：将铜/石墨烯/PMMA放在加热平台上，以150-180℃加热温度烘烤5-30min。