本发明涉及纳米材料技术领域，特别涉及一种纳米材料的转移方法。
背景技术：
纳米材料如石墨烯、硫化钼等由于具有优异的性质而成为化学、材料学和物理学的研究热点。目前规模化制备和转移仍是纳米材料研究的一个重大课题。例如，现有技术中石墨烯可通过机械剥离法、碳化硅外延生长法、氧化还原法、化学气相沉积法等方法制备得到，其中采用铜等金属作为基底的化学气相沉积法易于合成大面积、均匀、质量高和层数可控的石墨烯被广泛应用。
目前，从铜等第二基底转移石墨烯的最常用的方法是：采用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或热释放胶带等作为支撑材料，刻蚀铜后，将石墨烯和支撑材料转移到目标基体上，最后去除支撑材料。但在实际操作中，pmma或热释放胶带不易清除干净，残留的有机粘合剂会对石墨烯造成很大的污染，进而影响性能表征和器件制备。
技术实现要素：
有鉴于此，确有必要提供一种干净、无污染的纳米材料的转移方法。
一种基于糖的纳米材料的转移方法，包括以下步骤：在一第一基底上沉积一胶状糖；将一第二基底及设置在该第二基底表面的一纳米材料层压于所述胶状糖上，并使得所述纳米材料层粘附于该胶状糖远离所述第一基底的表面上；将所述胶状糖固化变为一固体糖层；撕下所述第二基底；将一第四基底设置在该纳米材料层远离所述固体糖层的表面；将所述第一基底、固体糖层、纳米材料层及第四基底置于一溶剂中，使该固体糖层溶解，所述纳米材料层与该第一基底脱离，该纳米材料层附着于所述第四基底上。
所述沉积胶状糖的方法为刷涂法、刮涂法、喷涂法中的一种。
所述胶状糖通过将固体糖加热熔融得到，或通过将含糖的水溶液熬制提纯得到。
所述胶状糖的材料为纯糖。
所述胶状糖的糖为麦芽糖、葡萄糖、蔗糖中的一种或多种。
所述纳米材料层为二维纳米膜。
所述纳米材料层的材料为石墨烯和硫化钼中的一种。
所述纳米材料层的厚度为0.34纳米至100纳米。
所述固化的温度为-20℃至26℃。
一种基于糖的纳米材料的转移方法，包括以下步骤：提供一第一基底，一第二基底及设置在该第二基底表面的一纳米材料层；将所述第一基底与所述纳米材料层通过一胶状糖粘结；将所述胶状糖固化变为一固体糖层；撕下所述第二基底；将一第四基底设置在该纳米材料层远离所述固体糖层的表面；将所述第一基底、固体糖层、纳米材料层及第四基底置于一溶剂中，使该固体糖层溶解，所述纳米材料层与该第一基底脱离，该纳米材料层附着于所述第四基底上。
与现有技术相比较，本发明提供的基于糖的纳米材料的转移方法，由于糖极易溶于水，易得到洁净、无污染的纳米材料层；液体糖在压力作用下可与纳米材料充分接触，可完整转移纳米材料层。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的基于糖的纳米材料的转移方法流程图。
图2是采用麦芽糖转移单层石墨烯的转移前后对比图。
图3是采用pmma法和麦芽糖转移得到的石墨烯的扫描电镜图。
图4是本发明第二实施例提供的基于糖的纳米材料的转移方法流程图。
主要元件符号说明
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明提供的基于糖的纳米材料的转移方法作进一步详细说明。
请参阅图1，本发明第一实施例提供的基于糖的纳米材料的转移方法，其包括以下步骤：
步骤s1，在一第一基底101上沉积一胶状糖102；
步骤s2，将一第二基底104及设置在该第二基底104表面的纳米材料层103压于所述胶状糖102上，并使得所述纳米材料层103粘附于该胶状糖102远离所述第一基底101的表面上；
步骤s3，将所述胶状糖102固化变为一固体糖层106；
步骤s4，撕下所述第二基底104；
步骤s5，将一第四基底107设置在该纳米材料层103远离固体糖层106的表面；
步骤s6，将所述第一基底101、固体糖层106、纳米材料层103及第四基底107置于水中，使该固体糖层106溶解，所述纳米材料层103与该第一基底101脱离，该纳米材料层103附着于所述第四基底107上。
在步骤s1中，在所述第一基底101上沉积所述胶状糖102可通过刷涂法、刮涂法、喷涂法等方法实现。该胶状糖102也可通过针管直接将糖滴到该第一基底101的表面上，糖的用量可为一滴或多滴，具体用量可根据实际需要选择。
所述第一基底101起到支撑作用。该第一基底101的材料不限，可为二氧化硅、氮化硅等材料形成的绝缘基板，金、铝、镍、铬、铜等材料形成的金属基板，或硅、氮化镓、砷化镓等材料形成的半导体基板。所述第一基底101的长度、宽度及厚度不限，可根据需要调整。本实施例中，所述第一基底101为石英片。
所述胶状糖102可通过将块状或颗粒状等固体糖加热熔融后得到，也可通过将含糖的水溶液熬制提纯得到。所述胶状糖的材料为纯糖或含少量水的糖。同时，所述胶状糖呈现为胶状状态，且该胶状糖需满足与纳米材料接触时，能够吸附于纳米材料的表面，并与纳米材料充分接触，以实现纳米材料的完整转移。所述胶状糖中的糖可为麦芽糖、葡萄糖、蔗糖等。
在步骤s2中，在压制过程中，胶状的胶状糖102在压力作用下可与纳米材料充分接触，并紧密结合，以使得该纳米材料层103能够被完整转移。请参阅图2，(a)、(b)为采用麦芽糖转移单层石墨烯的转移前的扫描电镜照片，(a’)、(b’)为采用麦芽糖转移单层石墨烯的转移后的扫描电镜照片，从图2中可以看出采用麦芽糖转移的石墨烯可被完整转移。
所述纳米材料层103为一个二维结构的具有一定面积的膜结构。该纳米材料层103的厚度为0.34纳米至100纳米。优选地，该纳米材料层的厚度可为10纳米、20纳米、50纳米。具体地，该纳米材料层103可为石墨烯、硫化钼等二维材料。当所述纳米材料层103为石墨烯时，该石墨烯层包括至少一层石墨烯。当石墨烯层包括多层石墨烯时，该多层石墨烯可以相互搭接形成石墨烯层，以使石墨烯层具有更大的面积；或者该多层石墨烯可以相互叠加形成石墨烯层，以使石墨烯层的厚度增加。优选地，该石墨烯层为一单层石墨烯。所述石墨烯为由多个碳原子通过sp2键杂化构成的单层的二维平面结构。该石墨烯的厚度可以为单层碳原子的厚度。石墨烯层具有较高的透光性，单层的石墨烯的透光率可以达到97.7％。由于石墨烯层的厚度非常薄，因此具有较低的热容，其热容可以小于2×10-3焦耳每平方厘米开尔文，单层石墨烯的热容可以小于5.57×10-4焦耳每平方厘米开尔文。所述石墨烯层为一自支撑结构，所述自支撑为石墨烯层不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该石墨烯层置于(或固定于)间隔一固定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的石墨烯层能够悬空保持自身膜状状态。实验表明，石墨烯并非一个百分之百的光洁平整的二维膜，而是有大量的微观起伏在石墨烯的表面上，单层石墨烯正是借助这种方式来维持自身的自支撑性及稳定性。本实施例中，所述纳米材料层103为单层石墨烯。
所述第二基底104起支撑该纳米材料层103的作用。该第二基底104可以为金属材料，比如铜、镍等，也可以为非金属材料，比如石英片、玻璃、塑料、胶带等。所述第二基底104的长度、宽度及厚度不限，根据需要可以调整。所述第二基底104可以为平面，也可以为弯曲面。本实施例中，所述第二基底104为一平面铜基底，且所述纳米材料层103直接生长在该铜金属基底104上。
进一步，所述第二基底104及所述纳米材料层103可通过一第三基底105压于所述胶状糖102上。具体地，将所述第三基底105放置于所述第二基底104远离所述胶状糖102的表面上，对该第三基底105施力，从而可将所述第二基底104及所述纳米材料层103压于所述胶状糖102上。所述第三基底105的面积可略大于所述第二基底104及纳米材料层103的面积，以使得所述第三基底105可以较容易将第二基底104及纳米材料层103压于所述胶状糖102上。
所述第三基底105主要提供均勻压制力。该第三基底105可为玻璃、石英、陶瓷、金刚石等硬性材料，也可为塑料、树脂等柔性材料。优选地，所述第三基底105为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，这是由于pet与所述固体糖层106无粘性。本实施例中，所述第三基底105的材料为pet。可以理解，所述第三基底105为可选，其可以采用滚轮等施压装置替代，或者也可以直接向所述第二基底104施加压力。
在步骤s3中，所述胶状糖102与纳米材料层103粘附后，将所述胶状糖102降温固化。所述固化温度为-20℃至26℃。优选地，该胶状糖102通过冷冻固化，固化的温度可为-15℃以下。固化后，所述胶状糖102由胶状体变为固体。本实施例中，将所述第一基底101、所述胶状糖102以及所述纳米材料层103置于冰箱中冷冻5-10分钟。
在步骤s4中，由于所述固体糖层106与纳米材料层103的粘结力大于纳米材料层103与所述第二基底104的吸附力，该第二基底104在被撕下的过程中不会破坏所述纳米材料层103的完整性。
在步骤s5中，所述第四基底107直接贴附于该纳米材料层103的表面，该第四基底107与该纳米材料层103可通过范德华力相结合。具体地，将所述第四基底107设置在最底端，使得所述纳米材料层103直接压于所述第四基底107的表面上。所述第四基底107可以为金属材料，比如铜、镍等，也可为非金属材料，比如石英片、玻璃、塑料、硅片等。该第四基底107的长度、宽度及厚度不限，可根据需要调整。该第四基底107的表面可为平面，也可以为弯曲面。本实施例中，所述第四基底107的材料为二氧化硅。
在步骤s6中，将所述第一基底101、固体糖层106、纳米材料层103及第四基底107置于溶剂中后，由于糖会溶于溶剂中，该固体糖层106会完全溶解于溶剂中，从而所述固体糖层106消失。本实施例中，所述溶剂为水。所述纳米材料层103由于没有固体糖层106的粘附而与所述第一基底101脱离。又，所述第四基底107与所述纳米材料层103直接接触，从而所述纳米材料层103在范德华力的作用下附着于所述第四基底107上。进一步，溶于溶剂中的糖还可通过熬制提纯而重新利用以制备胶状糖，可重复利用，节约资源。
请参阅图3，图3为分别采用pmma法和麦芽糖转移得到的石墨烯扫描图。其中，图3中(a)为采用pmma法转移得到的石墨烯，可以看出石墨烯上有明显的颗粒物(刻蚀残留物)和亮白色的物质(pmma)；图3中(b)为采用麦芽糖转移的石墨烯，可以看出通过本发明提供的转移方法得到的石墨烯干净、无杂质。
请参阅图4，本发明第二实施例提供的基于糖的纳米材料的转移方法，其包括以下步骤：
步骤s1，提供一第二基底104及设置在该第二基底104表面的纳米材料层103，在该纳米材料层103远离第二基底104的表面沉积一胶状糖102；
步骤s2，将一第一基底101压于所述胶状糖102远离纳米材料层103的表面上；
步骤s3，将所述胶状糖102固化变为一固体糖层106；
步骤s4，撕下所述第二基底104；
步骤s5，将一第四基底107设置在该纳米材料层103远离固体糖层106的表面；
步骤s6，将所述第一基底101、固体糖层106、纳米材料层103及第四基底107置于水中，使该固体糖层106溶解，所述纳米材料层103与该第一基底101脱离，该纳米材料层103附着于所述第四基底107上。
本发明第二实施例提供的纳米材料的转移方法与第一实施例提供的纳米材料的转移方法基本相同，其区别在于，该第二实施例中所述胶状糖102先沉积于所述纳米材料层103的表面上，再采用所述第一基底101将所述胶状糖102压于所述纳米材料层103上，使得所述纳米材料层103与所述胶状糖102完全接触并粘附。
本发明提供的石墨烯的转移方法具有以下优点：一、由于本发明采用的糖极易溶于水，容易去除，可得到洁净的纳米材料层；二、胶状糖在一定压力作用下可与纳米材料层充分接触，从而可完整转移纳米材料层；三、糖为传统美食，且可以溶于水，方便环保，在转移过程中所采用的第二基底也可完整保留；四、由于糖的柔软特性，所述纳米材料层可方便转移到曲面基底上。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内作其它变化，当然这些依据本发明精神所作的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。