[发明专利]形成石墨烯装置的方法

说明书

技术领域

本公开涉及部分地由石墨烯形成的装置领域以及形成石墨烯装置的方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子构成的物质，所述碳原子形成厚度为一个原子的晶格。已经提出了石墨烯的各种应用，包括其用于射频晶体管和用于形成透明的高导电和柔性电极，例如用于显示器。在需要高迁移率导体的应用中特别有益。石墨烯的大多数应用需要宏观大小的石墨烯层，其包含一层或几层碳原子，所述石墨烯层转移到基于特定应用选择的材料的基底上。

石墨烯通常使用化学气相沉积(CVD)工艺形成，其中石墨烯沉积在诸如铜箔的基础基底上。然而，困难在于相对难以从基础基底上除去石墨烯层而不损坏或污染石墨烯层和/或降低其导电性。

此外，在一些实施方案中，期望提供一种形成三维(3D)石墨烯装置的方法。

因此，本领域需要一种形成石墨烯装置的改进方法以及基于这种方法形成的一个或多个石墨烯装置。

发明内容

本公开的实施方案的目的是至少部分地解决现有技术中的一个或多个需求。

根据一个方面，提供了一种形成石墨烯装置的方法，所述方法包括：在基底上形成石墨烯膜；通过气相沉积沉积覆盖石墨烯膜表面的聚合物材料；以及从所述石墨烯膜上除去所述基底，其中所述聚合物材料形成所述石墨烯膜的载体。

根据一个实施方案，聚合物材料包含来自正二甲苯(n-xylylene)族的聚合物。

根据一个实施方案，所述聚合物材料包含聚对二甲苯(parylene)。

根据一个实施方案，聚合物层以10nm至5mm的厚度沉积。

根据一个实施方案，石墨烯膜形成在基底的三维表面上。

根据一个实施方案，通过电化学分层的方法或使用酸蚀刻来执行从石墨烯膜去除基底。

根据一个实施方案，所述方法用于形成待放置在三维形状上的传感器装置，其中：上面形成有石墨烯膜的基底包括具有三维形状的模具。

根据一个实施方案，模具由第一材料和至少一个第二材料区形成；在形成石墨烯膜期间，石墨烯选择性地形成在所述至少一个第二材料区域上，而不是在第一材料上；并且所述聚合物材料沉积在所述石墨烯膜和至少一部分所述第一材料上。

根据一个实施方案，所述方法还包括在从石墨烯膜去除基底之后，进行聚合物材料的进一步气相沉积以包封石墨烯膜。

根据一个实施方案，沉积石墨烯膜以形成在检测区域中具有曲折形式的导电轨道。

根据一个实施方案，石墨烯膜以在检测区域中形成并连接到第一导电轨道的第一石墨烯板的形式沉积，并且该方法还包括：形成通过聚合物材料的进一步沉积而被覆盖的另外的石墨烯膜，其中所述另外的石墨烯膜以第二石墨烯板的形式沉积；以及组装所述第一石墨烯膜和所述第二石墨烯膜，使得所述第一石墨烯板和所述第二石墨烯板形成在所述检测区域中被所述聚合物材料层隔开的电容界面。

根据另一方面，提供了一种传感器装置，其包括：在至少一侧被聚合物材料覆盖的石墨烯膜，所述聚合物材料在其内表面的一部分上具有由石墨烯膜形成的检测元件，所述聚合物材料接触并支撑石墨烯膜。

根据一个实施方案，检测元件包括在检测区域中形成的曲折导电轨道，并将第一导电轨道电连接到第二导电轨道。

根据一个实施方案，检测元件包括彼此至少部分重叠的第一石墨烯板和第二石墨烯板，第一石墨烯板连接到第一导电轨道，第二石墨烯板连接到第二导电轨道。

根据一个实施方案，石墨烯装置还包括联接到第一导电轨道和第二导电轨道的检测电路。

附图说明

根据参考附图以举例说明而非限制的方式给出的实施方案的以下详细描述，前述及其它特征和优点将变得显而易见，在所述附图中：

图1是根据本公开的示例实施方案的石墨烯装置的横截面图；

图2示意性地图示出根据本公开的示例实施方案的用于形成石墨烯装置的设备；

图3A至3C是根据本公开的一个实施方案的形成石墨烯装置的横截面图；

图4A至4C是根据本公开的一个实施方案的形成3D石墨烯装置的横截面图；

图5A图示出根据本公开的一个示例实施方案的包含石墨烯的传感装置；

图5B和5D是示出根据示例实施方案的形成图5A的传感装置的方法中的步骤的横截面图；

图6根据示例性实施方案更详细地示出了图5A的传感装置的传感元件；

图7示出了根据示例性实施方案的虚拟键盘布置；

图8A根据替代实施方案更详细地示出了图5A的传感装置的传感元件的平面图；和