[发明专利]一种磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方法

权利要求书

1.一种磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：制备金属电极：利用光刻胶在硅衬底根据所需电极图案进行曝光、显影、定影；蒸镀Ti/Au金属层，获得带有目标图案的金属电极；

步骤2：转移样品：制备标准的石墨烯样品，利用转移平台将石墨烯转移至带有金属电极的硅衬底上；

步骤3： 制备磁性离子凝胶栅介石墨烯场效应管：先制备磁性离子凝胶薄膜，切割放至于步骤2中的带有金属电极的硅衬底上。

2.根据权利要求1所述磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方法，其特征在于：所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1：将硅片依次在丙酮、乙醇中通过超声清洗，随后用氮气吹干，将洗净后的硅片吸附在匀胶机上，依次旋涂上光刻胶MMA EL6和PMMA A5，并在加热平台上烘干；

步骤1.2：将烘干后附有光刻胶的硅片放至电子束曝光机的腔体中，利用电子束轰击带有光刻胶的硅片，获得带有目标电极图案的硅片；

步骤1.3：将曝光后的硅片放至显影液中清除掉曝光后的光刻胶，然后将硅片放至异丙醇中完成定影，最后用氮气吹干；

步骤1.4：将吹干后的硅片放至电子束蒸镀系统的腔体中，抽真空，然后依次蒸镀钛、金；

步骤1.5：将蒸镀好的硅片放至丙酮溶液中静置，剥离掉未经过曝光的部分，剩余部分即为所需金属电极。

3.根据权利要求1所述磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方法，其特征在于：所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1：块材石墨烯经过胶带反复粘贴并用PDMS薄膜与胶带贴合，随后将PDMS上粘有石墨烯的一面贴合在洗净后的硅片上，筛选出符合器件制备的石墨烯样品；

步骤2.2：将筛选出的石墨烯样品、制备好的金属电极放置于转移平台上固定，将石墨烯样品黏贴到PVA上，然后将石墨烯样品转移至金属电极沟道处；

步骤2.3：将转移好的样品放至去离子水中，完全浸泡并静置去除PVA，最后用氮气将其吹干。

4.根据权利要求1所述磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方法，其特征在于：所述制备磁性离子凝胶薄膜的方法为：

步骤3.1：将磁性离子液体、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、丙酮溶剂加热搅拌至聚合物充分溶解，待丙酮挥发后得到磁性离子凝胶溶液；

步骤3.2：将干净的基底吸附在匀胶机上，并将磁性离子凝胶溶液滴铸在基底上匀胶，得到旋涂有磁性离子凝胶溶液的基底；放置于真空烤箱中进行烘烤以去除水分和多余的丙酮。

5.根据权利要求2所述磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方法，其特征在于：所述步骤1.1中，匀胶机转速采取分步设置方式，第一步转速4000转/分钟，旋转时间为33s，随后7000转/分钟，旋转时间为8s。

6.根据权利要求2所述磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方法，其特征在于：所述步骤1.3中，显影时间为35s，定影时间为10s。

7.根据权利要求2所述磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方法，其特征在于：所述步骤1.4中，蒸镀钛的速率为0.15Å/s，厚度5nm，金的速率为0.5Å/s，厚度20nm。

8.根据权利要求4所述磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方案，其特征在于：所述步骤3.1中，磁性离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氯化铁BMIM[FeCl₄]。

9.根据权利要求4所述磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方案，其特征在于：所述步骤3.1中，磁性离子凝胶薄膜的制备所需磁性离子液体、聚合物、丙酮溶剂的质量比为4:0.9:10，加热搅拌的温度为70℃，速率600转/分钟。

10.根据权利要求4所述磁性离子凝胶薄膜栅介石墨烯场效应管的制备方案，其特征在于：所述步骤3.2中，烘烤温度为120℃时间40分钟。