一种石墨烯-氮化硼异质结的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米科学和低维材料制备技术领域，涉及一种石墨烯-氮化硼异质结的制备方法。
【背景技术】
[0002]石墨烯/氮化硼异质结以其独特的物理化学性质成为纳米科学最活跃的研宄领域之一，在计算机技术、环保、能源、航空、纳米电子学等领域有着广阔的应用前景。六角氮化硼是石墨烯的等电子体，具有与石墨烯相同的层状结构，由SP2杂化的B原子和N原子交替占据六方网格顶点，且六角氮化硼在(0001)面上不存在悬挂键，与石墨烯的晶格失配仅为1.7%。尤其六角氮化硼作为石墨烯器件的衬底绝缘层，由于其原子级平整的界面，石墨烯在六角氮化硼衬底上具有与悬空的石墨烯相当的迀移率。
[0003]但目前在将过渡金属上制备的石墨烯转移到过渡金属上生长的氮化硼上，连续转移过程中使用湿法化学转移，缺陷不可避免的被引入，石墨烯和氮化硼的上下表面的微观结构的破损极大地降低了石墨烯电子迀移率。理想的转移技术应具有如下特点:1)确保转移后的石墨烯、氮化硼、石墨烯/氮化硼结构完整、无损。2)在转移过程中对石墨烯、氮化硼、石墨烯/氮化硼无污染。3)工艺稳定，具有重复性。
[0004]因此，如何提供一种石墨烯-氮化硼异质结的制备方法，以避免多次转移过程中对石墨烯、氮化硼的表面污损，得到高质量的石墨烯-氮化硼异质结，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种石墨烯-氮化硼异质结的制备方法，用于解决现有技术中湿法转移制备的石墨烯-氮化硼异质结质量不好的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种石墨烯-氮化硼异质结的制备方法，所述石墨烯-氮化硼异质结的制备方法包括以下步骤:
[0007]S1:在热释放胶带上粘附石墨烯；
[0008]S2:将所述热释放胶带表面粘附有所述石墨烯的一面贴合到氮化硼上；
[0009]S3:加热使所述热释放胶带失去粘性，然后揭去所述热释放胶带，得到石墨烯-氮化硼异质结。
[0010]可选地，所述石墨烯-氮化硼异质结的制备方法包括以下步骤:
[0011]S1:在热释放胶带上粘附石墨烯；
[0012]S2:提供表面形成有氮化硼的第一衬底，将所述热释放胶带表面粘附有所述石墨烯的一面贴合到所述氮化硼上，形成热释放胶带-石墨烯-氮化硼-第一衬底结构；然后将热释放胶带-石墨烯-氮化硼结构从所述第一衬底上剥离，并覆盖到目标衬底上；
[0013]S3:加热使所述热释放胶带失去粘性，然后揭去所述热释放胶带，得到位于所述目标衬底上的石墨烯-氮化硼异质结。
[0014]可选地，于所述步骤S2中，通过化学气相沉积法在所述第一衬底上生长得到所述氮化硼。
[0015]可选地，所述第一衬底包括Cu、Ni或Pt。
[0016]可选地，所述石墨烯-氮化硼异质结的制备方法包括以下步骤:
[0017]S1:在热释放胶带上粘附石墨烯；
[0018]S2:在另一热释放胶带上粘附氮化硼；
[0019]将所述热释放胶带粘附有所述氮化硼的一面贴合到目标衬底上；
[0020]加热使所述氮化硼上的热释放胶带失去粘性，然后揭去所述氮化硼上的热释放胶带，形成氮化硼-目标衬底结构；
[0021]将粘附有所述石墨烯的热释放胶带覆盖到所述氮化硼表面，得到热释放胶带-石墨烯-氮化硼-目标衬底结构；
[0022]S3:加热使所述热释放胶带-石墨烯-氮化硼-目标衬底结构中的热释放胶带失去粘性，然后揭去所述热释放胶带，得到位于所述目标衬底上的石墨烯-氮化硼异质结。
[0023]可选地，于所述步骤S2中，在另一热释放胶带上粘附氮化硼的方法为机械剥离法。
[0024]可选地，通过机械剥离法在另一热释放胶带上粘附氮化硼薄膜包括以下步骤:将氮化硼粉体粘贴在热释放胶带上，多次对折热释放胶带，层层剥离氮化硼粉体，直至热释放胶带上留下预设层数的氮化硼。
[0025]可选地，所述目标衬底包括石英、蓝宝石或柔性衬底。
[0026]可选地，于所述步骤SI中，在热释放胶带上粘附石墨烯包括以下步骤:
[0027]提供第二衬底，通过化学气相沉积法在所述第二衬底上生长石墨烯；
[0028]将所述热释放胶带贴合于所述石墨烯表面，形成热释放胶带-石墨烯-第二衬底结构；
[0029]将热释放胶带-石墨稀结构从所述第二衬底上剥离。
[0030]可选地，所述第二衬底包括Cu、Ni或Pt。
[0031]可选地，于所述步骤SI中，在热释放胶带上粘附石墨烯的方法为机械剥离法。
[0032]可选地，通过机械剥离法在热释放胶带上粘附石墨烯包括以下步骤:将石墨烯粉体粘贴在热释放胶带上，多次对折热释放胶带，层层剥离石墨烯粉体，直至热释放胶带上留下预设层数的石墨烯。
[0033]可选地，加热使所述热释放胶带失去粘性的温度范围是80?200°C，加热时间为2 ?30mino
[0034]可选地，于所述步骤S3之后，进一步对所述石墨烯-氮化硼异质结进行退火处理，以去除所述石墨烯-氮化硼异质结表面的污染物。
[0035]可选地，所述退火处理的温度范围是600?900°C，保护气氛包括氩气或氮气中的至少一种，退火时间为10?30min。
[0036]可选地，所述石墨烯为单晶石墨烯或石墨烯连续膜。
[0037]可选地，所述石墨烯连续膜为单层或多层。
[0038]可选地，所述氮化硼为六角单晶氮化硼或氮化硼连续膜。
[0039]可选地，所述氮化硼连续膜为单层或多层。
[0040]可选地，得到石墨烯-氮化硼异质结之后，继续在所述石墨烯-氮化硼异质结表面干法转移石墨烯、氮化硼或石墨烯-氮化硼异质结。
[0041]如上所述，本发明的石墨烯-氮化硼异质结的制备方法，具有以下有益效果:本发明利用热释胶带的连续转移，得到上下表面干燥且干净的石墨烯/氮化硼，转移方法条件简单、成本低、重复性好、且对环境友好，这种干法转移成功避免了湿法转移过程中因对金属生长衬底腐蚀所引入的金属离子和化学基团，同时也避免了在去除PMMA胶等过程中对石墨烯、氮化硼的表面形貌的破损更避免了残胶的去除不干净的可能性。本发明通过干法转移从金属生长衬底上转移剥离的石墨烯、氮化硼，所需要的步骤少、程序快速便捷，石墨烯、氮化硼的上下表面干净且无吸附物，为后期制备石墨烯的电子器件奠定了良好的基础。
【附图说明】
[0042]图1显示为本发明的石墨烯-氮化硼异质结的制备方法的工艺流程图。
[0043]图2显示为将热释放胶带贴合于石墨烯表面的示意图。
[0044]图3显示为将热释放胶带-石墨烯结构从第二衬底上剥离的示意图。
[0045]图4显示为将热释放胶带表面粘附有石墨烯的一面贴合于氮化硼上的示意图。
[0046]图5显示为将热释放胶带-石墨烯-氮化硼结构从第一衬底上剥离的示意图。
[0047]图6显示为将热释放胶带-石墨烯-氮化硼结构覆盖到目标衬底上的示意图。
[0048]图7显示为揭去热释放胶带，得到位于目标衬底上的石墨烯-氮化硼异质结的示意图。
[0049]图8显示为热释放胶带干法转移得到的石墨烯/氮化硼单晶异质结的光学显微镜图像。
[0050]图9显示为热释放胶带干法转移得到的石墨烯/氮化硼单晶异质结的单晶石墨烯的拉曼图。
[0051]图10显示为热释放胶带干法转移得到的石墨烯/氮化硼单晶异质结的六方氮化硼的拉