專利名稱：一種大尺寸石墨烯的無損轉移方法
技術領域：
本發明屬于材料科學技術領域，是一種簡單、高效的大尺寸石墨烯無損轉移技術。
背景技術：
石墨烯由于其優異的導電性、透光性、傳熱性和力學性能而在電子、光學等眾多領域展示了巨大的潛在應用價值。化學氣相沉積法(CVD)由于成分和環境的可控性已成為制備高質量大尺寸石墨烯和實現其產業化應用的最有效方法，該方法分為石墨烯的制備和轉移兩個過程，前者已趨于成熟，而后再如何將生長在銅箔基體上的石墨烯尤其是大尺度石墨烯無損轉移到目標基體上仍是一個巨大的挑戰，是能否實現石墨烯產業化應用的關鍵。本發明將提供一種有效的大尺度石墨烯的無損轉移技術。

發明內容
技術問題本發明針對CVD生長大尺寸石墨烯難以無損轉移的問題，采用在石墨 烯表層旋涂有機溶劑涂層、烘干有機涂層、腐蝕溶劑溶解銅箔基體，將石墨烯轉移到目標基體上，再去除有機溶劑包覆層的方法，精確控制各過程工藝參數，實現大尺度石墨烯的無損高效轉移。技術方案本發明提供一種簡單、高效的大尺寸石墨烯無損轉移技術，主要包括以下工藝步驟A.大尺寸石墨烯的旋涂將生長有石墨烯薄膜的5cmX5cm 15cmX 15cm金屬銅箔放在勻膠機上，在生長有石墨烯的銅箔上表面滴涂聚甲基丙烯酸甲酯PMMA有機溶劑涂層，啟動勻膠機，使PMMA均勻包覆銅箔，再將銅箔放在加熱臺上，烘干PMMA溶劑；B.銅箔基體的腐蝕去除將上述旋涂有PMMA溶劑的銅箔放入銅的腐蝕液中腐蝕，去除銅箔基體；C.石墨烯薄膜的漂洗及轉移烘干用玻璃基板將石墨烯薄膜撈起放入裝有去離子水的燒杯中漂洗，再用玻璃基板撈起漂浮于去離子水中的大尺寸石墨烯，將轉移有石墨烯的玻璃片放在加熱臺上烘干，去除石墨烯與玻璃片界面之間的水分；D. PMMA的去除將烘干的轉移有石墨烯的玻璃片放入熱丙酮溶液中，去除PMMA，從而得到轉移到玻璃片上的無損大尺寸石墨烯。有益效果采用本發明方法，可以簡單、高效、穩定地將大尺寸石墨烯完整地轉移到目標基體上，為石墨烯在觸摸屏等光電子器件上的應用鋪平道路。
具體實施例方式實例I大尺寸石墨烯的無損轉移I.將生長有石墨烯的大尺度銅箔5cmX 5cm水平放在勻膠機上，在銅箔表面滴涂PMMA有機溶劑，待溶劑將銅箔表面完全占滿后，啟動勻膠機，使其以600-1000r/min的轉速旋轉9-15秒，之后將銅箔迅速移到130-160°C的加熱臺上，保持3_5min，使PMMA有機溶劑固化。2.將固化有PMMA有機溶劑的銅箔放入濃度為O. 5-lmol/L的過硫酸銨((NH4) 2S208)溶液中，使銅溶出，得到表層包覆有PMMA的石墨烯薄膜。3.用大尺度的玻璃片將漂浮于腐蝕液中的石墨烯薄膜緩慢提拉撈起，放入去離子水中漂洗10-30min，同樣的漂洗過程重復2_4次。之后再用玻璃片將漂浮于清水中的薄膜緩慢提拉撈起，用洗耳球輕輕將石墨烯薄膜與玻璃結合界面的水吹出，再將此玻璃片放到溫度為50-60°C的加熱臺上，保持l_2h，防止薄膜起皺。進一步將加熱臺溫度上升到80-90°C，保持l_2h，完全去除石墨烯薄膜與玻璃結合界面的水分，再將加熱臺加熱到160-200°C，保持l_3h，從而使兩者完全貼緊。4.將玻璃片放入密封的丙酮溶液中，再將丙酮溶液放在60°C-100°C的加熱臺上，保持l_2h，去除表層PMMA，然后將轉移上石墨烯的玻璃片放入干凈的丙酮中浸泡24-48h，從而最終得到完整轉移到玻璃片上的干凈大尺寸(5cmX 5cm)石墨烯薄膜?！げ捎蒙鲜黾夹g，我們也可成功獲得15cmX 15cm的更大尺寸的石墨烯。以上所述僅為本發明的較佳實施方式，本發明的保護范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領域技術人員根據本發明所述內容所作的等效變化，皆應納入權利要求書中記載的保護范圍內。
權利要求
1. 一種大尺寸石墨烯的無損轉移方法，其特征在于該方法包括以下步驟 A.大尺寸石墨烯的旋涂將生長有石墨烯薄膜的5cmX5cm 15cmX 15cm金屬銅箔放在勻膠機上，在生長有石墨烯的銅箔上表面滴涂聚甲基丙烯酸甲酯PMMA有機溶劑涂層，啟動勻膠機，使PMMA均勻包覆銅箔，再將銅箔放在加熱臺上，烘干PMMA溶劑； B.銅箔基體的腐蝕去除將上述旋涂有PMMA溶劑的銅箔放入銅的腐蝕液中腐蝕，去除銅箔基體； C.石墨烯薄膜的漂洗及轉移烘干用玻璃基板將石墨烯薄膜撈起放入裝有去離子水的燒杯中漂洗，再用玻璃基板撈起漂浮于去離子水中的大尺寸石墨烯，將轉移有石墨烯的玻璃片放在加熱臺上烘干，去除石墨烯與玻璃片界面之間的水分； D.PMMA的去除將烘干的轉移有石墨烯的玻璃片放入熱丙酮溶液中，去除PMMA，從而得到轉移到玻璃片上的無損大尺寸石墨烯。
全文摘要
本發明是一種大尺寸石墨烯的無損轉移方法，針對CVD生長大尺寸石墨烯難以無損轉移的問題，采用在石墨烯表層旋涂有機溶劑涂層、烘干有機涂層、腐蝕溶劑溶解銅箔基體，將石墨烯轉移到目標基體上，再去除有機溶劑包覆層的方法，精確控制各過程工藝參數，實現大尺度石墨烯的無損高效轉移。該方法包括以下步驟A.大尺寸石墨烯的旋涂；B.銅箔基體的腐蝕去除；C.石墨烯薄膜的漂洗及轉移烘干；D.PMMA的去除；從而得到轉移到玻璃片上的無損大尺寸石墨烯。采用本發明方法，可以簡單、高效、穩定地將大尺寸石墨烯完整地轉移到目標基體上，為石墨烯在觸摸屏等光電子器件上的應用鋪平道路。
文檔編號C01B31/04GK102897759SQ201210394920
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者郭新立, 湯銓, 劉建雙 申請人:東南大學