[发明专利]二维材料膜的批量大面积制备方法

说明书

本发明涉及一种二维材料膜的批量大面积制备方法，其制备方法是：a.首先在生长基底表面生长出二维材料薄膜；b.生长有二维材料薄膜的生长基底通过蒸汽进行插层处理；c.然后将聚合物涂覆在二维材料薄膜上；d.将二维材料薄膜转移到聚合物基底上；e.将转移至聚合物基底的二维材料薄膜与生长基底分离。步骤e之后，将转移到聚合物基底上的二维材料薄膜再次转移到另一个目标基底上，腐蚀去除聚合物基底。有益效果是：生长基底可以循环利用，操作方便，工艺简单，大大提高了生产效率，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及二维材料膜制备技术领域，特别是一种二维材料膜的批量大面积制备方法。

背景技术

二维材料可以算是不同与金属、半导体、绝缘体之外的崭新的一类材料，这种材料可以应用于：制造柔性透明电极，场效应管、高敏气体传感器、机电设备和平移马达等。石墨烯是单原子层厚的石墨晶体，属一种理想二维材料，石墨晶体就是由大量的石墨烯叠加一起的三维材料，石墨烯材料是单层或多层石墨烯的总称。由于石墨烯是零能隙半导体，不仅具有优异的力学性能、导电导热性能，而且表现出新颖的物理现象，如弹道传输特性、双极性效应以及室温量子霍尔效应等。在电子元件、气敏元件、透明导电电极、超级电容器以及高性能聚合物复合材料等领域中有十分广阔的应用前景。二维氮化硼晶体具有优秀的热力学稳定性，耐腐蚀性，优良的机械性能，二维氮化硼晶体成为制备耐高温，抗辐射，抗腐蚀材料和光电子器件等方面的优秀材料，在电子，机械，冶金，航空航天等高新科技领域具有巨大的应用前景。

目前，使用化学气相法在催化生长基底上制备二维材料薄膜如石墨烯薄膜和氮化硼薄膜是一种极其重要的方法，可以大面积制备二维材料。但是由于二维材料与生长基底有较强的粘附力，在生长完成后，需要腐蚀掉催化生长基底，才能得到二维材料，并转移到其他目标基底上，这种腐蚀基底的工艺需要花费大量的时间，浪费大量资源，而且可能造成了潜在的环境污染，不适合批量大面积制备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的二维材料膜的批量大面积制备方法需要花费大量的时间，浪费大量资源，而且可能造成了潜在的环境污染，不适合批量大面积制备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种二维材料膜的批量大面积制备方法，具有如下步骤：

a.首先在生长基底表面生长出二维材料薄膜；

b.然后将生长有二维材料薄膜的生长基底通过蒸汽进行插层处理，降低二维材料薄膜与生长基底的粘附力；

c.然后将聚合物涂覆在二维材料薄膜上，形成聚合物基底；

d.将二维材料薄膜转移到聚合物基底上；

e.将转移至聚合物基底的二维材料薄膜与生长基底分离。

进一步限定，步骤e之后，转移到聚合物基底上的二维材料薄膜再次转移到另一个目标基底上，腐蚀去除聚合物基底后，得到转移至该目标基底的二维材料薄膜。

进一步限定，采用热转印方法将二维材料薄膜转移到聚合物基底上；采用热转印方法将二维材料薄膜转移到目标基底上。

进一步限定，在步骤a中，采用化学气相沉积法或有机前驱体热解制备法在生长基底表面生长出二维材料薄膜。

为更安全、便宜地生长石墨烯，进一步限定，采用化学气相沉积法在生长基底表面生长石墨烯的具体步骤如下：使用含带有醇蒸汽的二氧化碳作为化学气相沉积用气体，生长基底在800度～1200度下生长10～60分钟；再在通有二氧化碳10～300sccm条件下快速降温得到生长在生长基底上的石墨烯。