本发明涉及一种柔性电子材料及其制备方法，尤其涉及一种采用化学腐蚀剥离制备柔性电子功能材料的方法，属柔性材料技术领域。
背景技术：
随着科技的进步，人工智能在人类生活中扮演着越来越重要的角色，而柔性功能材料特别是柔性电子材料在该领域的应用有着巨大的潜力，已引起全世界的广泛关注。柔性电子材料所具有的可弯曲特和便携等性能，使得其在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如制备电子皮肤、仿真机器人、柔性电子显示器、太阳能电池板、可穿戴设备等。目前，柔性功能材料可概括为两类：一类是柔性复合材料，即功能材料本身就是柔性材料，这类材料制备工艺简单，抗疲劳度强，但缺点也显而易见，导电特性差，功能单一；另一类则是以柔性基底为依托、功能薄膜涂覆的材料，这类材料具有功能多样化，可制备成导电性能良好的电子器件等特点，因此，这类材料应用最为广泛。
然而，由于柔性的衬底材料一般都不能承受高温等苛刻的条件，导致了一些需要高温条件生长、具有良好光电磁等特性的材料不能得以应用在柔性器件领域。现有的柔性器件一般是用化学的方法直接在柔性衬底（如聚乙烯：pe）上合成，制备的柔性材料功能比较单一，导电性能差，在一定程度上限制了柔性电子器件的发展，因此，提供一种方法制备，使得到的材料既有良好的柔韧特性，又能具备所需功能，具有十分重要的紧迫性和必要性。
技术实现要素：
本发明针对现有的柔性电子材料制备受到高温条件限制的不足，以及一些功能材料无法制备成柔性器件的问题，提供一种既有良好的柔韧特性，又能具备所需功能的柔性电子功能材料及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是提供一种柔性电子功能材料的制备方法，以硅片为衬底，在衬底上生长氧化层为牺牲层；采用化学或物理的方法，在牺牲层上生长功能性薄膜；将柔性衬底粘贴于功能性薄膜表面，再采用酸腐蚀方法将牺牲层腐蚀后，得到一种柔性电子材料。
本发明技术方案中，所述的柔性衬底的材料为聚乙烯或胶带中的一种。所述的牺牲层为sio2或mgo中的一种。所述的功能性薄膜的材料为非晶碳a-c、au或pt中的一种。
实现本发明技术方案的一个优化方法是：在衬底硅片表面自然生长氧化层sio2为牺牲层，采用磁控溅射或脉冲激光沉积方法，将非晶碳a-c功能性薄膜生长于氧化层表面；以聚乙烯pe膜为柔性衬底，将聚乙烯膜加热至190～210℃，粘贴于非晶碳a-c功能性薄膜表面，得到si/sio2/a-c/pe结构的样品；将样品置于质量浓度为5%的氟化氢溶液中，腐蚀处理2～5分钟，得到一种a-c/pe柔性电子功能材料。
实现本发明技术方案的另一个优化方法是：在衬底硅片表面生长氧化层mgo为牺牲层，采用磁控溅射或脉冲激光沉积方法，在氧化层表面生长au功能性薄膜；以聚乙烯pe膜为柔性衬底，将聚乙烯膜加热至190～210℃，粘贴于au功能性薄膜表面，得到si/mgo/au/pe结构的样品；将样品置于质量浓度为36%的醋酸溶液中，腐蚀处理120～150分钟，得到一种au/pe柔性电子功能材料。
本发明技术方案还包括按上述制备方法得到的一种柔性电子功能材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提供的技术方案可先在高温等苛刻条件下生长所需要的功能性薄膜，再利用腐蚀剥离法制备柔性材料，克服了一般柔性材料高温变性不能直接作为基底的缺陷，具有应用前景。
2．本发明以热塑性树脂为柔性衬底，具有非常强的抗疲劳特性以及抗弯折特性，可用于制备高强度工作的器件；同时，还具有稳定的化学性质，能耐大多数酸碱的腐蚀，电绝缘性能好，具有优异的耐环境老化性能和柔韧特性，可应于可穿戴设备。
3.本发明所涉及的原材料价格低廉，制备工艺简单。尤其是以sio2为牺牲层，由于被hf溶液腐蚀的sio2层仅有几个纳米厚度，因此，腐蚀剥离后的硅片可以被再次氧化重复利用，具有经济、环保的特点。而以mgo为牺牲层，则腐蚀液可选用弱酸，用于制备耐酸性差的材料。
附图说明
图1是本发明实施例1以sio2为牺牲层制备柔性电子功能材料的工艺流程示意图；
图2是按本发明实施例1制备方法得到的柔性非晶碳样品在手指压迫下呈现弯折状态的展示图；
图3是本发明实施例1提供的柔性非晶碳样品的扫描电子显微镜图；
图4是本发明实施例2以sio2为牺牲层制备的柔性单晶金样品图；
图5是本发明实施例2以sio2为牺牲层制备的柔性单晶金样品的x射线衍射图谱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。
实施例1：
参见附图1，它是本实施例提供的一种柔性电子功能材料的制备工艺流程示意图；图1中步骤s1所示，在si基片上经自然氧化得到sio2氧化层，在温度为500℃的条件下采用磁控溅射方法，制备得到步骤s2所示的si/sio2/功能薄膜结构样品；在本实施例中，功能薄膜为非晶碳(a-c)薄膜，即制备得到一种si/sio2/a-c结构样品；将pe加热到190℃，粘帖在s2样品的a-c一面，得到步骤s3所示的柔性电子材料si/sio2/a-c/pe结构的样品；将步骤s3得到的样品浸泡于质量浓度为5%的hf溶液中，待sio2被hf腐蚀后，得到如步骤s4所示的半分离样品；再将样品用外力分开，分离后分别得到si和a-c/pe样品如步骤s5所示；步骤s6中，si片经过自然氧化或氧化处理，得到步骤s1所示的基片，可被重复利用。
参见图2，为本实施例制备的柔性非晶碳样品在手指压迫下呈现弯折状态的展示图；本实施例提供的制备方法，能将非晶碳(a-c)薄膜完整地从硅片上转移下来，得到大面积的柔性功能材料。
参见图3，为本实施例制备的柔性非晶碳样品在扫描电子显微镜下的截面图，由图3可以看到，非晶碳(a-c)薄膜的厚度为50nm，由于薄膜转移到了柔性衬底pe上，薄膜弯曲后产生了褶皱；同时还可以看到，由于pe经过190℃的加热产生了气泡，薄膜也由于pe的柔软性出现了高低的起伏。
实施例2：
本实施例以mgo为牺牲层，制备步骤如附图1所示。
具体方法及工艺条件如下：在si基片上利用脉冲激光沉积方法制备mgo薄膜，再利用磁控溅射方法制备金（au）薄膜，得到si/mgo/au结构的样品；将加热190℃的pe粘帖在si/mgo/au样品的au一面，得到si/sio2/au/pe结构的样品；将样品浸泡于质量浓度为37%的醋酸溶液中处理2小时，再将样品用外力分开，得到分离的si和au/pe柔性功能材料样品。
参见附图4和5，它们分别为本实施例提供的au/pe样品的照片及x射线衍射图谱；图5显示，在38.2°和81.7°附近出现了很强的衍射峰，分别代表了金的（111）面和（222）面的峰，表明样品中金的结晶性好，制备得到了单晶的柔性金功能材料。
本发明提供的制备柔性材料的方法，尤其是采用腐蚀剥离方法，克服了电子功能材料在制备过程中受沉积温度条件的限制，能使需要高温条件下生长的电子功能材料也能应用于柔性材料上，从而赋予了柔性材料更多的功能，应用领域更为广泛。同时，本发明提供的制备方法还具有工艺简单，成本低廉，绿色环保等特点。