[发明专利]一种二维材料的转移方法

说明书

一种二维材料的转移方法，属于半导体材料领域。二维材料的转移方法包括：将生长基底有二维材料的一面与支撑层经胶层粘接，保持胶层具有流动性的条件下，于刻蚀液中去除生长基底后，刻蚀液中含有沸点低于胶层的固化温度的低沸点溶剂，在低于胶层的固化温度下加热，使低沸点溶剂转化为气态以撑开并消除二维材料的褶皱后，将二维材料背离支撑层的一面与目标基底结合，去除支撑层及胶层，实现二维材料从生长基底转移至目标基底。本申请通过上述特定的操作，不仅能够实现二维材料从生长基底转移至目标基底，还有效降低转移后的二维材料表面存在褶皱、破损的问题，且转移后的二维材料表面基本不存在胶层污染。

技术领域

本申请涉及半导体材料领域，具体而言，涉及一种二维材料的转移方法。

背景技术

石墨烯是一种新型的原子级别厚度的碳材料，它有着极高的载流子迁移率，热导率，高透明度等优秀的特性，因此石墨烯是一种非常有潜力的材料。想要利用石墨烯独特的电学性能，就需要把石墨烯制备相应的电学器件。由于通常石墨烯生长在生长基底上，无法直接使用，所以需要相应的转移方法，把石墨烯转移到目标基底后使用。

石墨烯转移最常见的方法是用聚合物转移方式，比如PMMA转移方式，具体操作方式包括：先旋涂PMMA层到石墨烯/铜箔表面，再在150℃热板上进行烘烤得到固化的PMMA层，固化的PMMA层用于支撑，在腐蚀完铜箔后，用硅片捞起，得到PMMA/石墨烯/硅片，最后使用丙酮清洗得到石墨烯/硅片成品。

然而采用聚合物转移方式获得的石墨烯，存在褶皱、破损的问题，导致石墨烯电学性能退化，并且采用上述方式转移后很难从石墨烯表面完全除去PMMA层，因此获得的石墨烯也会存在聚合物污染的问题。

发明内容

本申请提供了一种二维材料的转移方法，其能够实现二维材料从生长基底转移至目标基底，有效降低转移后的二维材料表面存在褶皱、破损的问题，并且转移后的二维材料表面基本不存在聚合物污染。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请示例提供了一种二维材料的转移方法，其包括以下步骤：

将生长基底有二维材料的一面与支撑层经胶层粘接，获得层状结构：生长基底/二维材料/胶层/支撑层。

保持胶层具有流动性的条件下，于刻蚀液中去除生长基底以获得层状结构：二维材料/胶层/支撑层。

于刻蚀液中去除生长基底后，刻蚀液中含有沸点低于胶层的固化温度的低沸点溶剂，在低于胶层的固化温度下加热，使低沸点溶剂转化为气态以撑开并消除二维材料的褶皱后，将二维材料背离支撑层的一面与目标基底结合，获得层状结构：目标基底/二维材料/胶层/支撑层。

去除支撑层及胶层，获得层状结构目标基底/二维材料，实现二维材料从生长基底转移至目标基底。也即是，本申请提供的方案采用胶层转移方式，首先，保持胶层具有流动性的条件下进行转移，由于胶层没有固化具有流动性，其相比于固化的胶层，更易于从二维材料表面去除，不会导致二维材料发生破损或聚合物污染。其次，申请人发现，由于生长基底本身存在一定的微小的褶皱，因此生长在生长基底的二维材料也会存在相应的褶皱，但由于现有的粘合剂层为固态，因此即使去除生长基底，二维材料也保持微小的褶皱，采用胶层的设置，由于胶层具有一定的流动性，因此低沸点溶剂在加热转化为气态(可以为挥发，也可以为气化)时，二维材料能够被撑开以消除上述褶皱，避免了因褶皱导致的二维材料的相关性能的退化，同时由于二维材料具有一定的强度且胶层支撑并保护二维材料，避免膨胀时二维材料破损。

显然的，本申请提供的方案能够缓解现有的聚合物转移方法导致的：转移后的二维材料表面存在褶皱、破损以及聚合物污染的问题。

附图说明