[发明专利]一种铜箔为基底的石墨烯转移方法

说明书

本发明涉及到的一种铜箔基底石墨烯转移的方法，首先将铜箔基底石墨烯晾干；将配置好的PMMA溶液悬涂在石墨烯/铜箔上，形成PMMA/石墨烯/铜箔复合层；然后用过硫酸铵溶液进行刻蚀。本发明为了提高石墨烯的转移质量，提前用丙酮以及异丙醇进行处理硅片，再将PMMA/石墨烯复合层置于硅片上，接着对硅片基底进行加热处理，然后用丙酮溶液浸泡复合层以去除PMMA溶液，最后成功得到硅基底石墨烯。本发明减少了转移后石墨烯的褶皱，裂缝等缺陷，最大程度去除了目标基底上的金属颗粒物，增强亲水性，提高了石墨烯的转移质量。

技术领域

本发明属于金属基底石墨烯转移技术领域，特指一种铜箔基底石墨烯转移技术。。

背景技术

石墨烯是一种只有一个碳原子层厚度的新型碳纳米材料，由于其具有优良的光学、电学、力学特性，所以被广泛运用在微型计算机，屏幕显示，传感器，太阳能电池，半导体材料，保护涂层领域，并且发挥着重要的作用。

自从2004年问世以来，石墨烯如何高效的制备就一直吸引着科研人员的密切关注，制备石墨烯的理论与方法也层出不穷。除了有传统的机械剥离和氧化还原法之外，还有后来被广泛运用打化学气相沉积法及外延生长法。

制备石墨烯常用铜基底，因为铜具有低溶碳量的特性。具体的将石墨烯与铜基底分离转移的过程是：在石墨烯/铜箔上悬涂一层PMMA，然后再用腐蚀溶液溶解掉铜基底，转移至目标基底后再用丙酮溶液消除PMMA薄膜。这种方法的原理比较简单，但是这种方法转移后的石墨烯易出现裂纹，PMMA溶液不能完全去除,而且金属溶液会有所残留，导致石墨烯转移质量不高。

发明内容

为了减少石墨烯的褶皱，裂缝等缺陷，最大程度去除目标基底上的金属颗粒物和有机物，提高石墨烯的转移质量，本发明提供了一种铜箔基底石墨烯的转移方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种铜箔基底石墨烯转移的方法，具体步骤如下：（1）将制备好的铜箔基底石墨烯样品用胶带粘在盖玻片上。

（2）将样品放置在悬涂仪上面，滴两滴PMMA溶液，进行施涂。完成后撕下胶带，去除盖玻片，得到铜基底石墨烯复合层。

（3）将铜基底石墨烯复合层放在过硫酸铵溶液中刻蚀，除去铜基底。

（4）得到的PMMA基底石墨烯复合层用去离子水清洗。

（5）用硅片捞出并放入培养皿中，然后放入抽真空装置中抽真空。

（6）将得到的样品放入玻璃培养皿中加热，使得PMMA软化，使得石墨烯与硅片更加贴合。

（7）再在培养皿中加入丙酮去除PMMA基底，并用去离子水冲洗，吹干，得到硅基底石墨烯。

上述方案中，步骤（1）中的铜基底石墨烯是通过化学气相沉淀法制得的铜基底石墨烯。

上述方案中，步骤（3）中过硫酸铵溶液的浓度不超过0.5ml/L。

上述方案中，步骤（3）中处理步骤是将铜基底石墨烯复合层放入过硫酸铵溶液中静置，再取出放置在无尘纸上用去离子水冲洗铜片，再放入去过硫酸铵溶液中反复几次直至铜片已被刻蚀出孔洞，则不需要冲洗，直接置于过硫酸铵溶液中刻蚀至铜基底完全溶解。

上述方案中，步骤（4）中冲洗过程是准备四个培养皿中倒入去离子水，将样品薄膜放入其中一个培养皿的去离子水中静置，如此反复4次。

上述方案中，步骤（5）中硅片需要提前进行超声清洗处理，并用丙酮和异丙醇浸泡。

上述方案中，步骤（6）中的加热温度需要180℃，加热时间需要100min。

上述方案中，步骤（7）中培养皿之后加入的丙酮需要没过样品，并且每隔一段时间用注射器吸出丙酮，反复几次之后再加入异丙醇反复操作几次。