专利名称：一种石墨烯薄膜的热转移方法
技术领域：
本发明涉及纳米材料领域，涉及一种石墨烯薄膜的热转移方法。
背景技术：
理想的石墨烯片层是严格意义上的二维单晶材料，可以认为是一种新奇的碳元素同素异形体，并且可以包裹成零维的富勒烯、卷曲成一维的碳纳米管、堆垛成三维的石墨。 由于其独特的晶格结构、载流子的狄拉克费米子行为及其他奇妙的物理特性，近些年来引起了人们的广泛关注。目前，利用化学气相法是制备石墨烯薄膜一种极其重要的方法。热转印是一项新兴的印刷工艺，利用热转印机的圆柱形滚轮可以均匀施压和传热，一般用来印制电路板和平面烫画。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种石墨烯薄膜的热转移方法。本发明主要利用热转印机滚轮均匀的热量和压力，将石墨烯薄膜大面积无损伤地转移到任意目标基底上。本发明方法包括以下步骤
步骤I :利用化学气相沉积装置(CVD)在25微米厚的铜箔片两侧分别生长石墨烯薄
步骤2 :将铜箔一端反扣并固定在目标基底的边缘，使得铜箔片平贴在目标基底表面； 步骤3 :将目标基底和铜箔一起整齐地放到支撑台上，并且慢慢推入热转印机滚轮下， 利用滚轮的压力和热量将铜箔一侧的石墨烯薄膜转移到目标基底上，这个步骤需要重复 2 4次，操作过程中防止目标基底和铜箔发生错位；
步骤4 :从热转印机上取下目标基底和铜箔的结合体，将铜箔片另一端(活动端)固定在其原始位置，静置冷却一段时间后取下铜箔片，得到转移至目标基底表面的石墨烯薄膜。上述方案中，步骤2所述的目标基底为娃基底、_■氧化娃基底、金属基底或者塑料基底。本发明提供的石墨烯热转移方法，操作方便，工艺简单，整个操作过程没有有机介质的参与，可以向任何目标基底成功转移数十微米及以上尺寸的石墨烯薄膜，适用于石墨烯半导体器件开发及研究等领域。
图I为利用热转印机转移石墨烯薄膜的流程图。图2为转移到硅基底的石墨烯薄膜拉曼图像。图3为转移到硅基底的石墨烯薄膜光学显微镜图像。图4为转移到二氧化硅基底的石墨烯薄膜光学显微镜图像。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步说明。实施例I :将铜箔片上的石墨烯薄膜转移至硅基底上。首先利用CVD装置在25微米厚的铜箔片上生长出石墨烯薄膜；然后对硅基底依次进行去离子水、乙醇、丙酮超声清洗，并利用烘箱烘干硅基底；接着将表面生长有石墨烯薄膜的铜箔片固定反扣在硅基底边缘(如图I所示)；其次将硅基底和铜箔的结合体水平放在支撑台上，并且将其慢慢推入热转印机滚轮，其中热转印机温度设置为130°C，热压印过程循环进行2次；最后将硅基底和铜箔的结合体从热转印机上取下，室温静置冷却2小时后， 慢慢从铜箔活动端撕下铜箔片，这样铜箔一侧表面的石墨烯薄膜被转移到硅基底上。在硅基底表面的石墨烯薄膜拉曼图像如图2所示，其中D峰非常低说明转印过程引起的缺陷非常小，G峰高于2D峰可能是因为转移过程中使得石墨烯薄膜发生层叠现象。在硅表面的石墨烯薄膜光学显微镜图像如图3所示，其中完整石墨烯薄膜可以达到50微米及以上的尺寸。实施例2 :将铜箔片上的石墨烯薄膜转移至二氧化硅基底上。具体步骤与实施例I类似，但目标基底是二氧化硅基底，其中二氧化硅表面的石墨烯薄膜光学显微镜图像如图4所示。实施例3 :将铜箔片上的石墨烯薄膜转移至金属基底上。具体步骤与实施例I类似，但目标基底是金属基底。实施例4 :将铜箔片上的石墨烯薄膜转移至塑料基底上。具体步骤与实施例I类似，但目标基底是塑料基底。
权利要求
1.一种石墨烯薄膜的热转移方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤I.利用化学气相沉积装置在25微米厚的铜箔片两侧分别生长石墨烯薄膜；步骤2.将铜箔一端反扣并固定在目标基底的边缘，使得铜箔片平贴在目标基底表面； 步骤3.将目标基底和铜箔一起整齐地放到支撑台上，并且慢慢推入热转印机滚轮下， 利用滚轮的压力和热量将铜箔一侧的石墨烯薄膜转移到目标基底上，这个步骤需要重复 2 4次；步骤4.从热转印机上取下目标基底和铜箔的结合体，将铜箔片另一端固定在其原始位置，静置冷却一段时间后取下铜箔片，得到转移至目标基底表面的石墨烯薄膜。
2.根据权利要求I所述的一种石墨烯薄膜的热转移方法，其特征在于步骤2所述的目标基底为硅基底、二氧化硅基底、金属基底或者塑料基底。
全文摘要
本发明涉及一种石墨烯薄膜的热转移方法。本发明首先利用化学气相沉积装置在铜箔表面生长出石墨烯薄膜，然后将铜箔一端固定反扣在目标基底边缘并平贴在其表面，接着将目标基底连同铜箔整齐放到支撑台上并慢慢推入热转印机滚轮，利用滚轮的压力和热量将铜箔一侧的石墨烯薄膜转移到目标基底上，最后固定铜箔活动端并静置冷却一段时间后取下铜箔，这样铜箔一侧表面的石墨烯薄膜被转移到目标基底上。本发明提供的石墨烯热转移方法，操作方便，工艺简单，整个操作过程没有有机介质的参与，可以向任何目标基底成功转移数十微米及以上尺寸的石墨烯薄膜，适用于石墨烯半导体器件开发及研究等领域。
文档编号C01B31/04GK102583352SQ201210052850
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者周武, 王宏涛, 王鹏, 聂安民, 董策舟 申请人:浙江大学