一种使用ALD氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法与流程

本发明涉及石墨烯转移，尤其涉及一种使用ald氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法。

背景技术：

1、对于在铜等金属上生长的石墨烯而言，其中最为重要的一步是将石墨烯与金属基底分离，这一步骤对转移所得石墨烯薄膜的质量有较大的影响。根据金属基底的去除方法，可分为刻蚀转移和免刻蚀转移；刻蚀转移方法，是通过刻蚀液与金属基底发生化学反应，使其以离子形态存在于刻蚀液中，从而将石墨烯留在目标基底或者支撑层上；免刻蚀转移方法是通过调整石墨烯与目标基底和石墨烯与生长基底之间的力，之后通过机械剥离或者电化学鼓泡法将石墨烯分离。

2、cvd石墨烯的转移，按转移工艺可分为间接转移和直接转移；间接转移法多以有机高聚物薄膜pmma作为支撑层，首先将石墨烯从生长基底转移到支撑层上，之后再将石墨烯与目标基底贴合，通过机械剥离或有机溶液溶解等方法去除支撑层，便可完成石墨烯的转移；直接转移法首先使生长基底上的石墨烯与目标基底粘在一起，然后对目标基底或者生长基底进行预处理,增大石墨烯与目标基底之间的作用力或者降低石墨烯与生长基底之间的作用力，以此去除生长基底。

3、使用pmma作为支撑层的一个问题是聚合物残留，通过透射电子显微镜成像，研究发现即使经过丙酮清洗以后的石墨烯表面仍有较多的聚合物残留，由于pmma和石墨烯表面之间较大的作用力以及pmma较难溶于有机溶剂的特点，在石墨烯表面不可避免会有残留物的存在。

4、不仅如此，石墨烯表面的羟基与有机物支撑层发生反应，也会导致更多的聚合物残留；使用其他聚合物转移石墨烯，由于其具有较低的表面能，且与石墨烯之间的结合力较低，转移所得的石墨烯薄膜会有较多的破洞。

技术实现思路

1、本发明为了转移过程中避免聚合物残留，同时也避免转移质量差的问题，使用ald在铜基石墨烯表面沉积一层致密的氧化膜作为支撑层。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种使用ald氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法，包括以下步骤：s1：在铜基石墨烯的石墨烯一侧沉积一层氧化物薄膜，获得氧化物薄膜/石墨烯/铜；s2：铜面朝下置于刻蚀剂中，对铜面进行刻蚀，获得氧化物薄膜/石墨烯；s3：用沉积有电极的衬底，将氧化物薄膜/石墨烯捞出，使氧化物薄膜/石墨烯平整的贴合在衬底上，获得氧化物薄膜/石墨烯/衬底；s4：用氧化物去除剂浸泡去除氧化物薄膜，获得石墨烯/衬底。

3、本发明一个较佳实施例中，所述氧化物薄膜材料为氧化铝或氧化铪或氧化硅或氧化锆。

4、本发明一个较佳实施例中，在沉积氧化物薄膜前，对铜基石墨烯进行压平处理。

5、本发明一个较佳实施例中，采用原子沉积法沉积氧化物薄膜。

6、本发明一个较佳实施例中，捞出氧化物薄膜/石墨烯之前，将氧化物薄膜/石墨烯样品浸入稀盐酸和去离子水中，去除金属离子和刻蚀剂。

7、本发明一个较佳实施例中，所述衬底为蓝宝石衬底。

8、本发明一个较佳实施例中，氧化物薄膜/石墨烯/衬底倾斜放置至少30min，使残留的水完全蒸发。

9、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

10、本发明充分利用氧化物薄膜作为石墨烯转移的载体，避免使用聚合物作为石墨烯转移的载体，从而引起聚合物残留。

技术特征：

1.一种使用ald氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种使用ald氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法，其特征在于：所述氧化物薄膜材料为氧化铝或氧化铪或氧化硅或氧化锆。

3.根据权利要求1所述的一种使用ald氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法，其特征在于：在沉积氧化物薄膜前，对铜基石墨烯进行压平处理。

4.根据权利要求1所述的一种使用ald氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法，其特征在于：采用原子沉积法沉积氧化物薄膜。

5.根据权利要求1所述的一种使用ald氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法，其特征在于：捞出氧化物薄膜/石墨烯之前，将氧化物薄膜/石墨烯样品浸入稀盐酸和去离子水中，去除金属离子和刻蚀剂。

6.根据权利要求1所述的一种使用ald氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法，其特征在于：所述衬底为蓝宝石衬底。

7.根据权利要求1所述的一种使用ald氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法，其特征在于：氧化物薄膜/石墨烯/衬底倾斜放置至少30min，使残留的水完全蒸发。

技术总结
本发明公开了一种使用ALD氧化薄膜作为支撑层转移石墨烯的方法，包括以下步骤：S1：在铜基石墨烯的石墨烯一侧沉积一层氧化物薄膜，获得氧化物薄膜/石墨烯/铜；S2：铜面朝下置于刻蚀剂中，对铜面进行刻蚀，获得氧化物薄膜/石墨烯；S3：用沉积有电极的衬底，将氧化物薄膜/石墨烯捞出，使氧化物薄膜/石墨烯平整的贴合在衬底上，获得氧化物薄膜/石墨烯/衬底；S4：用氧化物去除剂浸泡去除氧化物薄膜，获得石墨烯/衬底；本发明充分利用氧化物薄膜作为石墨烯转移的载体，避免使用聚合物作为石墨烯转移的载体，从而引起聚合物残留。

技术研发人员：张汪洋
受保护的技术使用者：苏州微光电子融合技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13