纳米结构的转移方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种纳米结构的转移方法。
【背景技术】
[0002] 利用化学气相沉积法（chemical vapor deposition,CVD)生长纳米结构取决于基 底的材料及形状，例如，横向单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotubes，SWCNTs)需 要在石英基底上生长，大面积的石墨烯需要在铜箔上生长。然而，利用所述纳米结构制作电 子设备时常常需要将该纳米结构设置于硅片或柔性基底上。因此，业界发展了纳米结构的 转移技术，以便将所述纳米结构从生长基底上转移到目标基底上。
[0003] 现有技术中一般是利用一牺牲层对纳米结构进行转移，所述牺牲层由有机物制 备，例如PMMA(poly (methyl methacrylate))。先在纳米结构上涂覆一有机物，该有机物干 燥后形成牺牲层，然后所述牺牲层连接着纳米结构从生长基底上剥离并粘在目标基底上， 最后利用丙酮将所述有机物溶解或者利用高温将所述有机物分解。然而，上述方法不能完 全将有机物清除，纳米结构和目标基底上残留一些有机物，影响了纳米结构的后续应用。而 且，利用高温清除有机物的方法需要目标基底耐高温，否则目标基底在高温下会遭到破坏。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，确有必要提供一种纳米结构的转移方法，该方法不需要高温且没有残 留物存在。
[0005] -种纳米结构的转移方法，包括以下步骤：提供一生长基底，该生长基底表面具有 一纳米结构层；提供一粘胶层覆盖所述纳米结构层，该粘胶层具有相对的第一表面和第二 表面，所述纳米结构层与所述第一表面接触；通过移动所述粘胶层和所述生长基底中至少 一个，使所述粘胶层远离所述生长基底，从而使所述纳米结构层被所述粘胶层粘附并与所 述生长基底分离，至少部分纳米结构层从所述粘胶层暴露出来；提供一目标基底，将该粘胶 层与所述目标基底层叠设置，使所述纳米结构层位于所述粘胶层与所述目标基底之间，并 与所述目标基底接触设置；在所述粘胶层的第二表面设置一金属层；提供一有机溶剂，使 该有机溶剂从所述粘胶层的第一表面渗透，使所述粘胶层连同所述金属层与所述纳米结构 层及目标基底分离。
[0006] -种纳米结构的转移方法，包括以下步骤：提供一第一基底，该第一基底的表面设 置有一纳米结构层；通过一粘胶层使所述纳米结构层与所述第一基底分离，分离后的所述 纳米结构层至少部分从所述粘胶层暴露出来；提供一第二基底，将所述第二基底和所述粘 胶层层叠设置，并使所述纳米结构层位于所述第二基底和所述粘胶层之间，所述至少部分 从所述粘胶层暴露出来的纳米结构层与所述第二基底的表面接触；提供一有机溶剂，使该 有机溶剂从粘胶层靠近第二基底的表面渗透，使所述粘胶层与所述纳米结构层及第二基底 分离。
[0007] -种纳米结构的转移方法，包括以下步骤：提供一第一基底，该第一基底的表面设 置有一纳米结构层；提供一第二基底，该第二基底的表面具有一粘胶层；将该第二基底表 面的粘胶层与所述第一基底表面的纳米结构层接触；通过移动所述第一基底和所述第二基 底中至少一个，使所述纳米结构层与所述第一基底分离，分离后的纳米结构层至少部分从 所述粘胶层暴露出来；提供一第三基底，将所述第二基底和第三基底层叠设置，并使所述纳 米结构层位于所述第二基底和第三基底之间，所述至少部分从粘胶层暴露出来的纳米结构 层与所述第三基底的表面接触；提供一有机溶剂，使该有机溶剂从粘胶层靠近第三基底的 表面渗透，使所述第二基底连同所述粘胶层与所述纳米结构层及第三基底分离，从而使所 述纳米结构层被转移到所述第三基底的表面。
[0008] 与现有技术相比，本发明提供的纳米结构的转移方法中，利用粘胶层将所述纳米 结构层转移到目标基底上后，通过有机溶剂从粘胶层与纳米结构层的界面向内渗透，能够 使得纳米结构和目标基底上的粘胶层被完全清除，并且该方法在常温下进行，不需要高温。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明第一实施例提供的纳米结构的转移方法的工艺流程图。
[0010] 图2为本发明第一实施例提供的单壁碳纳米管的扫描电镜照片。
[0011] 图3为本发明第一实施例提供的将目标基底、纳米结构、粘胶层和金属层的整体 结构浸入有机溶剂中30秒的光学照片。
[0012] 图4为本发明第一实施例提供的将目标基底、纳米结构、粘胶层和金属层的整体 结构浸入有机溶剂中60秒的光学照片。
[0013] 图5为本发明第一实施例提供的将目标基底、纳米结构、粘胶层和金属层的整体 结构浸入有机溶剂中90秒的光学照片。
[0014] 图6为本发明第一实施例提供的将目标基底、纳米结构、粘胶层和金属层的整体 结构浸入有机溶剂中300秒的光学照片。
[0015] 图7为本发明第一实施例提供的第二纳米复合结构的原子力显微镜（AFM)照片。
[0016] 图8为本发明第一实施例提供的第二纳米复合结构的透射电镜（TEM)照片。
[0017] 图9为采用传统方法转移纳米结构至目标基底的透射电镜（TEM)照片。
[0018] 图10为本发明第三实施例提供的纳米结构的转移方法的工艺流程图。
[0019] 图11为本发明第三实施例提供的第一纳米复合结构在空气中的光学照片。
[0020] 图12为本发明第三实施例提供的第一纳米复合结构在丙酮中的光学照片。
[0021] 图13为本发明第三实施例提供的第一纳米复合结构从丙酮中捞出并放入水中的 光学照片。
[0022] 主要元件符号说明
【主权项】
1. 一种纳米结构的转移方法，包括以下步骤： 提供一生长基底，该生长基底表面具有一纳米结构层； 提供一粘胶层覆盖所述纳米结构层，该粘胶层具有相对的第一表面和第二表面，所述 纳米结构层与所述第一表面接触； 通过移动所述粘胶层和所述生长基底中至少一个，使所述粘胶层远离所述生长基底， 从而使所述纳米结构层被所述粘胶层粘附并与所述生长基底分离，至少部分纳米结构层从 所述粘胶层暴露出来； 提供一目标基底，将该粘胶层与所述目标基底层叠设置，使所述纳米结构层位于所述 粘胶层与所述目标基底之间，并与所述目标基底接触设置； 在所述粘胶层的第二表面设置一金属层；以及 提供一有机溶剂，使该有机溶剂从所述粘胶层的第一表面渗透，使所述粘胶层连同所 述金属层与所述纳米结构层及目标基底分离。
2. 如权利要求1所述的纳米结构的转移方法，其特征在于，所述粘胶层远离目标基底 的表面完全被金属层覆盖，而所述粘胶层的侧面未被所述金属层覆盖。
3. 如权利要求2所述的纳米结构的转移方法，其特征在于，形成金属层后，将所述目标 基底连同所述纳米结构层、粘胶层和金属层整体浸润到所述有机溶剂中，由于金属层的阻 挡，有机溶剂从所述粘胶层的侧面向内部渗透，从而使所述纳米结构层保留在所述目标基 底上，所述粘胶层连同所述金属层与目标基底分离。
4. 如权利要求1所述的纳米结构的转移方法，其特征在于，所述纳米结构层的厚度小 于等于1微米。
5. 如权利要求1所述的纳米结构的转移方法，其特征在于，所述纳米结构层包括碳纳 米管层或石墨烯层。
6. 如权利要求1所述的纳米结构的转移方法，其特征在于，所述金属层的材料为钛、 金、铬或错。
7. 如权利要求1所述的纳米结构的转移方法，其特征在于，所述金属层的厚度为10纳 米至50纳米。
8. 如权利要求6所述的纳米结构的转移方法，其特征在于，所述金属层为20纳米厚的 钛膜。
9. 如权利要求1所述的纳米结构的转移方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、甲醇 或丙酮。
10. 如权利要求1所述的纳米结构的转移方法，其特征在于，所述粘胶层由聚甲基丙烯 酸甲酯、聚二甲基硅氧烷或聚酰亚胺形成。
11. 一种纳米结构的转移方法，包括以下步骤： 提供一第一基底，该第一基底的表面设置有一纳米结构层； 通过一粘胶层使所述纳米结构层与所述第一基底分离，分离后的所述纳米结构层至少 部分从所述粘胶层暴露出来； 提供一第二基底，将所述第二基底和所述粘胶层层叠设置，并使所述纳米结构层位于 所述第二基底和所述粘胶层之间，所述至少部分从所述粘胶层暴露出来的纳米结构层与所 述第二基底的表面接触；以及 提供一有机溶剂，使该有机溶剂从粘胶层靠近第二基底的表面渗透，使所述粘胶层与 所述纳米结构层及第二基底分离。
12. 如权利要求11所述的纳米结构的转移方法，其特征在于，在使用有机溶剂处理前 进一步包括提供一阻挡层设置在所述粘胶层远离所述第二基底的表面。
13. -种纳米结构的转移方法，包括以下步骤： 提供一第一基底，该第一基底的表面设置有一纳米结构层； 提供一第-基底，该第-基底的表面具有一粘I父层； 将该第二基底表面的粘胶层与所述第一基底表面的纳米结构层接触； 通过移动所述第一基底和所述第二基底中至少一个，使所述纳米结构层与所述第一基 底分离，分离后的纳米结构层至少部分从所述粘胶层暴露出来； 提供一第三基底，将所述第二基底和第三基底层叠设置，并使所述纳米结构层位于所 述第二基底和第三基底之间，所述至少部分从粘胶层暴露出来的纳米结构层与所述第三基 底的表面接触；以及 提供一有机溶剂，使该有机溶剂从粘胶层靠近第三基底的表面渗透，使所述第二基底 连同所述粘胶层与所述纳米结构层及第三基底分离，从而使所述纳米结构层被转移到所述 第三基底的表面。
【专利摘要】一种纳米结构的转移方法，包括以下步骤：提供一生长基底，该生长基底表面具有多个纳米结构；提供一粘胶层覆盖所述多个纳米结构；通过移动所述粘胶层和所述生长基底中至少一个，使所述粘胶层远离所述生长基底，从而使所述多个纳米结构与所述生长基底分离，并使所述多个纳米结构从所述粘胶层暴露出来；提供一目标基底，将该粘胶层设置在所述目标基底上，并使所述多个纳米结构与所述目标基底的表面接触；在所述粘胶层远离目标基底的表面设置一金属层，形成一纳米复合结构，所述金属层完全将所述粘胶层覆盖；提供一有机溶剂，将所述纳米复合结构放入该有机溶剂中，去除所述粘胶层和金属层。
【IPC分类】B82Y40-00, B82B3-00, B81C1-00
【公开号】CN104876181
【申请号】CN201410070671
【发明人】何宇俊, 李东琦, 李天一, 魏洋, 姜开利, 范守善
【申请人】清华大学, 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月28日
【公告号】US20150246516