[发明专利]一种利用富勒烯转移石墨烯的方法

说明书

本发明公开了一种利用富勒烯转移石墨烯的方法，包括以下步骤：1)在附着于生长基底上的石墨烯上附着富勒烯薄膜，得生长基底‑石墨烯‑富勒烯复合结构；2)将生长基底‑石墨烯‑富勒烯复合结构放置于生长基底腐蚀液中，去除生长基底；3)清洗后得到洁净的石墨烯‑富勒烯复合薄膜，将石墨烯‑富勒烯复合薄膜置于目标基底上，得目标基底‑石墨烯‑富勒烯复合物；4)去除目标基底‑石墨烯‑富勒烯复合物中的富勒烯层，即得到附着于目标基底的石墨烯，完成转移。本发明采用富勒烯作为转移层，能够去除转移层时可减少引入的有机污染，保证将高洁净度的石墨烯转移到目标基底上，特别是转移在带有通孔的基底时，可以得到更完整的悬空石墨烯薄膜。

技术领域

本发明涉及一种利用富勒烯转移石墨烯的方法，属于石墨烯转移技术领域。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，最初是通过微机械剥离法从石墨中分离出来的。该材料具有十分优秀的光学、电学和机械特性，是已知室温条件下电子传递速度最快的材料，并且也是已知最薄而且最牢固坚硬的薄膜材料，因而在微加工、光电、生物医学等领域有重要的应用前景。

目前，石墨烯的制备方法主要包括机械剥离、氧化石墨烯还原、SiC外延生长以及化学气相沉积(CVD)等方法。这其中，CVD法的现有工艺成熟，可以实现大面积较高品质石墨烯的制备，并且可以较为容易地控制石墨烯的生长厚度以及石墨烯片的大小。该方法一般选用金属作为石墨烯的生长基底，如铜箔、镍箔、铝箔以及合金等，将石墨烯附着于表面。

通过CVD方法完成石墨烯在金属薄片上的制备后，接下来就是将制备好的石墨烯片转移至其他的绝缘衬底上，然后根据应用需求进行后续加工。因此，要使石墨烯在相关领域实现高效应用，石墨烯的转移就成为一个必不可少的环节。现有常用的转移方法是在制备好的石墨烯上附上一层聚甲基丙烯酸甲酯薄膜作为转移层，随后采用湿法腐蚀等方法分别去除石墨烯下的金属基体，和聚甲基丙烯酸甲酯转移层。这样的方法由于多次浸润溶液，尤其是在去除聚甲基丙烯酸甲酯转移层时需要长时间浸泡有机试剂，会在石墨烯薄膜表面引入有机污染，影响石墨烯薄膜在生物等领域的应用效果。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种利用富勒烯转移石墨烯的方法，采用富勒烯作为转移层，能够去除转移层时可减少引入的有机污染，保证将高洁净度的石墨烯转移到目标基底上，包括转移到带有通孔的基底上，具有更高的完整度。

技术方案：为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用富勒烯转移石墨烯的方法，包括以下步骤：

1)在附着于生长基底上的石墨烯上附着富勒烯薄膜，得生长基底-石墨烯-富勒烯复合结构；

2)将生长基底-石墨烯-富勒烯复合结构放置于生长基底腐蚀液中，去除生长基底；

3)清洗后得到洁净的石墨烯-富勒烯复合薄膜，将石墨烯-富勒烯复合薄膜置于目标基底上，得目标基底-石墨烯-富勒烯复合物；

4)去除目标基底-石墨烯-富勒烯复合物中的富勒烯层，即得到附着于目标基底的石墨烯，完成转移。

作为优选：

步骤1)中生长基底为铜、镍、铂、铁、钴或铝中的一种。

步骤1)中附着富勒烯薄膜的方法为热蒸发法、化学气相沉积法或金属表面生长的方法。

步骤2)中生长基底腐蚀液为硝酸水溶液、盐酸水溶液、三氯化铁水溶液、科勒试剂或者以上腐蚀溶液的混合液。

步骤3)中将石墨烯-富勒烯复合薄膜置于目标基底上时，在去离子水中或在有机溶剂中进行。

步骤4)中目标基底为氮化硅、玻璃或者石英玻璃。