[发明专利]一种悬浮石墨烯转移方法

说明书

本发明公开了一种悬浮石墨烯转移方法，属于悬浮石墨烯制备技术领域。其包括以下步骤：将掩模材料固定在通过化学气相沉积法生长有石墨烯的金属基底上，在石墨烯上方蒸镀金属；蒸镀金属完成后取下掩模材料，将具有金属/石墨烯/金属基底的结构层置于刻蚀液中将金属基底刻蚀后，形成具有金属/石墨烯的结构层；对具有金属/石墨烯的结构层进行漂洗，然后采用中空基底将其捞出，并进行干燥。本发明采用多种掩模材料来对石墨烯表面进行蒸镀金属，这些掩模材料固定在石墨烯表面蒸镀金属后可以得到不同面积的裸露石墨烯，经刻蚀转移后可得到不同悬浮面积的石墨烯，实现面积可控的悬浮石墨烯转移。

技术领域

本发明涉及悬浮石墨烯制备技术领域，具体涉及一种悬浮石墨烯转移方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子构成的蜂窝状结构的物质，自2004被发现以来，就因其独特的性质引起了许多科学家的关注。本征石墨烯的电子迁移率可达20000cm²·V^-1·s^-1，但在目前许多器件应用中石墨烯电子迁移率远低于此数值。石墨烯与基底之间的相互作用是限制其迁移率的主要因素，表面电荷陷阱、界面声子、衬底的凸凹表面和转移石墨烯过程中的残留物都可能是散射来源。而较强的载流子散射，限制电子平均自由程小于1μm，一直是石墨烯本征性质研究与应用中的主要障碍。因此利用实验技术将石墨烯悬浮起来使其脱离衬底有望制备出更高质量的石墨烯样品，提高后续制作的电学器件的性能。此外，对于石墨烯及其他二维材料在某些领域的应用，比如海水淡化，纳米孔DNA测序，需要得到纳米孔/缝结构，为了其在这些领域的应用，必须先制作悬浮的石墨烯，再此基础上打孔得到所需结构。因此悬浮石墨烯结构的制作对于石墨烯的应用颇为重要。

目前制作悬浮石墨烯结构的办法通常有以下两种：一是对目标基底进行处理，使其出现狭缝或者裂孔，从而将金属基底上的石墨烯转移至带孔基底，或者直接对带有转移石墨烯的基底进行开缝或者开孔处理；二是将石墨烯先与带微孔碳膜的TEM铜或金网先结合，然后在刻蚀液中刻蚀掉石墨烯生长过程中的金属基底，然后将其漂洗，蒸发溶液，得到在铜网上的悬浮石墨烯膜。但是第一种方法转移过程中会引入聚合物如PMMA等辅助转移，在转移后仍有聚合物残留，从而对石墨烯造成掺杂，降低石墨烯的电学性能，第二种方法则只能得到较小尺寸的悬浮石墨烯，约为几微米左右，因此大面积洁净悬浮石墨烯的转移是急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种悬浮石墨烯转移方法，以解决现有转移悬浮石墨烯时出现的有机物残留以及尺寸小的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种悬浮石墨烯转移方法，其包括以下步骤：

(1)将掩模材料固定在通过化学气相沉积法生长有石墨烯的金属基底上，在石墨烯上方蒸镀金属；

(2)蒸镀金属完成后取下掩模材料，将具有金属/石墨烯/金属基底的结构层置于刻蚀液中将金属基底刻蚀后，形成具有金属/石墨烯的结构层；

(3)对具有金属/石墨烯的结构层进行漂洗，然后采用中空基底将其捞出，并进行干燥。

本发明采用多种掩模材料通过在石墨烯表面蒸镀金属形成金属层，将掩模材料取下后，石墨烯上方一部分被金属层覆盖，另一部分直接裸露，悬浮将生长石墨烯的金属基底刻蚀掉之后，石墨烯上没有被金属层覆盖的区域就形成了悬浮结构，从而实现对悬浮石墨烯的转移。

本发明采用多种掩模材料在石墨烯表面进行蒸镀金属，不同的掩模材料固定在石墨烯表面从而可以得到不同面积的裸露石墨烯，经刻蚀转移后可得到不同悬浮面积的石墨烯供选择，实现对悬浮石墨转移面积可控。同时在悬浮石墨烯转移过程中没有引入有机聚合物，转移完成后的石墨烯表面没有有机物的残留，保证了悬浮石墨烯优异的电学性能。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(1)中掩模材料包括：微米粉末、微米细丝或金属掩模板。