[发明专利]一种基于电辅助液桥的二维材料转移方法

说明书

一种基于电辅助液桥的二维材料转移方法，先制作由原始基底和二维材料组成的待转移样品，将待转移样品置于下电极上，在上电极下方贴合柔性支撑；在二维材料和原始基底的表面形成第一液体薄膜，控制上电极运动，使柔性支撑与二维材料和原始基底的上表面贴合，形成液桥；在上、下电极之间施加外部电场，使柔性支撑和原始基底上表面分离，二维材料转移到柔性支撑上；然后将原始基底取下，将目标基底置于下电极上，在目标基底上形成第二液体薄膜，使附着有二维材料的柔性支撑与目标基底紧密贴合，形成液桥；最后在上、下电极之间施加外部电场，使柔性支撑和目标基底分离，二维材料转移到目标基底上；本发明实现二维材料的高质量、高效率转移。

技术领域

本发明涉及二维材料转移技术领域，具体涉及一种基于电辅助液桥的二维材料转移方法。

背景技术

自石墨烯发现以来，二维材料以其独特的力学、热学和光学性质不断吸引着世界各国科研人员的目光，并对其投入了大量的精力进行研究，在各个领域都得到了广泛的应用。现有的几乎所有二维材料都必须在相应的特定基底上生长，因此二维材料的使用必然涉及到将二维材料从原始基底转移到目标基底的问题。现有的二维材料转移的方法大致可以分为三类：干法、湿法和液桥转移法，这些方法都存在有转移动力不足、引入化学污染、残胶难以去除等问题。通过这些方法制作出来的电子器件难以真正发挥出二维材料自身的优越特性，从而严重影响最终整体产品的性能。因此，实现二维材料从原始基底到任意目标基底的高质量、高效率转移对生产具有超高性能的电子器件有着重要意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于电辅助液桥的二维材料转移方法，通过引入外部电场，减小液桥在基底上的接触角，从而增强液桥力，提高转移动力，最终实现二维材料从原始基底到任意目标基底的高质量、高效率转移。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于电辅助液桥的二维材料转移方法，包括以下步骤：

第一步：制作并选择待转移二维材料样品，其中待转移样品由原始基底6和二维材料5组成，通过相关二维材料的表征仪器对所制样品进行表征，选取质量优良的样品作为待转移样品；

第二步：将制作好的待转移样品置于下电极8之上，在上电极1下方贴合柔性支撑2；

第三步：利用喷雾器在二维材料5和原始基底6的表面形成一层均匀第一液体薄膜3；

第四步：通过控制上电极1运动，使柔性支撑2与二维材料5和原始基底6的上表面贴合，通过控制上电极1的运动距离或上电极1对下电极8的压力实现对第一液体薄膜3厚度的调节，形成液桥，并保持该状态1-10min；

第五步：在上电极1、下电极8之间施加外部电场，外部电场使柔性支撑2和原始基底6上表面分离，二维材料5转移到柔性支撑2上；

第六步：将原始基底6取下，将目标基底7置于下电极8上；利用喷雾器在目标基底7上形成一层均匀第二液体薄膜4，接着使附着有二维材料5的柔性支撑2与目标基底7紧密贴合，保持该状态1-10min，形成液桥；最后在上电极1、下电极8之间施加外部电场，外部电场使柔性支撑2和目标基底7分离，二维材料5转移到目标基底7上，实现了二维材料5从原始基底6到目标基底7的转移；

第七步：使用光学显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜仪器对转移后的样品进行表征，确定转移质量。

所述的第一步中相关二维材料的表征仪器为光学显微镜、原子力显微镜、扫描电子显微镜和拉曼光谱仪。

所述的第二步中上电极1和下电极8固定在具有测力功能的运动平台上，能实现上电极1和下电极8的相对运动，由高精度力学传感器所测得的力信号作为运动平台的运动控制信号。

所述的第二步中柔性支撑2为柔性薄膜材料，能够实现其和各种基底间的良好贴合，厚度为50-200μm。