一種石墨烯的轉(zhuǎn)移裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種石墨烯的轉(zhuǎn)移裝置，尤其是一種將石墨烯轉(zhuǎn)移至襯底上的裝置。本實(shí)用新型的石墨烯轉(zhuǎn)移裝置簡單易行，可以簡易地將大面積石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到任意襯底上并且損傷較小。
【專利說明】一種石墨烯的轉(zhuǎn)移裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種石墨烯的轉(zhuǎn)移裝置，尤其是一種將石墨烯轉(zhuǎn)移至襯底上的裝 置，屬于導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的六方蜂窩狀二維晶體。由于石墨烯具有優(yōu)異的電 學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)特性，因此其在材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如用于制造透明電極、以 及更薄、開關(guān)速度更快的電子元件等。
[0003]目前，石墨烯的制備方法主要包括:機(jī)械剝離法、化學(xué)剝離法、外延法、溶劑剝離 法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)。其中，化學(xué)氣相沉積法是制備大尺寸石墨烯薄膜的方法之一。 但是，通過化學(xué)氣相沉積法制備的石墨烯薄膜通常附著于金屬箔襯底上，需要進(jìn)行后續(xù)的 轉(zhuǎn)移步驟從而將其轉(zhuǎn)移至其它襯底上。所述轉(zhuǎn)移步驟通常為:在石墨烯表面旋涂一層有機(jī) 物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，然后在腐蝕液中把金屬箔腐蝕掉，從而使由有機(jī)物薄膜 和石墨烯薄膜構(gòu)成的薄膜漂浮在腐蝕液表面。然后將這層薄膜在去離子水中反復(fù)清洗，隨 后將由有機(jī)物薄膜支撐的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移至其它襯底上，再用溶劑除去有機(jī)物薄膜，從而 得到在其它襯底上的石墨烯薄膜。
[0004]然而，當(dāng)通過以上化學(xué)氣相沉積法轉(zhuǎn)移大面積的石墨烯薄膜時(shí)，由于有機(jī)物薄膜 厚度較薄(例如幾百納米)，并且其在轉(zhuǎn)移過程中沒有支撐，因此不易操作，而且容易導(dǎo)致石 墨烯薄膜破損，所以一般在轉(zhuǎn)移較大面積的石墨烯時(shí)具有局限性，在轉(zhuǎn)移過程中容易破損。 另一方面，這層有機(jī)薄膜也不能太厚，否則在轉(zhuǎn)移到襯底上時(shí)將無法在襯底上攤平，使得溶 解這層有機(jī)物時(shí)，石墨烯會(huì)破損。另外，在腐蝕銅箔以及從腐蝕液中撈取有機(jī)薄膜和石墨烯 薄膜的過程中，腐蝕液很容易流到或滴到有機(jī)物薄膜和石墨烯薄膜構(gòu)成的薄膜上表面，即 使在去除有機(jī)薄膜以后，仍然會(huì)在石墨烯薄膜上形成無法去除的黃色污潰，嚴(yán)重影響石墨 烯薄膜的透光性和外觀。而且，這種傳統(tǒng)的讓有機(jī)薄膜和石墨烯薄膜漂浮在腐蝕液上的方 法需要占地面積很大的腐蝕池。所以，根據(jù)以上種種原因，這種傳統(tǒng)的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)片方式 很難被用來進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化石墨烯薄膜轉(zhuǎn)片工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的一個(gè)方面提供了一種石墨烯的轉(zhuǎn)移裝置，其包括至少一個(gè)透氣的轉(zhuǎn) 移壁，所述轉(zhuǎn)移壁與轉(zhuǎn)移裝置的其它壁一起構(gòu)成腔體，所述腔體具有至少一個(gè)腔體內(nèi)氣壓 的控制裝置。
[0006]本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)移裝置及其腔體可以為適合操作的任何形狀，例如正方體、長方 體、圓柱體等。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)移裝置可以具有一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn) 移壁，如果合適，其優(yōu)選具有1、2、3、4或5個(gè)轉(zhuǎn)移壁。所述轉(zhuǎn)移壁的外表面可以是平的或不 平的。[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，在本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)移裝置中，所述至少一個(gè)透 氣的轉(zhuǎn)移壁包括由至少一個(gè)透氣層構(gòu)成的透氣部分。對于該透氣部分中透氣層的層數(shù)并沒 有特別限制，例如，其可以為一層或多層，優(yōu)選為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10層或更多層，更優(yōu) 選為1、2、3、4或5層。透氣部分外表面積可以與需要轉(zhuǎn)移的石墨烯薄膜的面積大小相適應(yīng)， 例如其可以等于、小于或大于石墨烯薄膜的面積，優(yōu)選等于或小于石墨烯薄膜的面積。此 夕卜，優(yōu)選地，所述透氣部分外表面盡可能的大。特別優(yōu)選地，所述透氣部分的外表面是平的 或基本上平的。如果需要，所述轉(zhuǎn)移壁的可以是整體全部透氣的。
[0009]所述透氣層可以為由透氣材料構(gòu)成的透氣膜，包括由有機(jī)材料、無機(jī)材料或復(fù)合 材料(例如聚合物、皮革、織物、紙張和/或陶瓷等)構(gòu)成的透氣膜。所述透氣材料優(yōu)選為惰 性材料。所述透氣膜上還可以具有一個(gè)或多個(gè)透氣孔。
[0010]所述透氣層也可以是由非透氣材料構(gòu)成的多孔膜，包括由有機(jī)材料、無機(jī)材料或 復(fù)合材料(例如金屬、聚合物(如塑料)和/或氧化物等構(gòu)成的多孔膜，所述材料優(yōu)選為惰性 材料。優(yōu)選地，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)移裝置的一部分或全部由惰性材料制成。
[0011]優(yōu)選地，透氣層的厚度可以根據(jù)石墨烯的轉(zhuǎn)移條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)透氣層為多層時(shí)， 不同透氣層之間的厚度可以相同或不同。其中，使用橢偏光譜儀測定，所述厚度各自獨(dú)立地 優(yōu)選為 50 ii m 至 5mm,更優(yōu)選為 100 u m、125 u m、0.3mm、0.36mm、0.5mm、0.9mm、lmm、2mm、3mm 或 4mm。
[0012]優(yōu)選地，所述多孔膜的孔徑可以根據(jù)石墨烯的轉(zhuǎn)移條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。同一多孔膜的 孔徑，以及當(dāng)多孔膜為多層時(shí)不同多孔膜的孔徑之間可以相同或不同，并且各自獨(dú)立地優(yōu) 選為 20nm 至 5mm,更優(yōu)選為 50nm、lOOnm、150nm、200nm、220nm、25 u m>50 u m、100 u m、0.1mm、
0.5mm、0.6mm、lmm、2mm、3mm或4mm。特別優(yōu)選地，上述孔徑為厚度的0.1-10倍，例如0.5、1、
2、3、4或5倍。在一個(gè)實(shí)施方案中，多孔膜的孔徑為相鄰層厚度的0.1-10倍，例如0.5、1、
2、3、4 或 5 倍。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，除轉(zhuǎn)移壁的透氣部分之外，本實(shí)用新型轉(zhuǎn)移裝 置中構(gòu)成腔體的壁的其它部分(即，不僅包括除轉(zhuǎn)移壁之外的其它壁，還包括轉(zhuǎn)移壁的非透 氣部分)由非透氣的材料構(gòu)成。所述非透氣的材料在本領(lǐng)域中也是已知的，例如有機(jī)材料、 無機(jī)材料或復(fù)合材料等，其實(shí)例為金屬或聚合物(例如塑料)。所述非透氣的材料優(yōu)選為惰 性材料。優(yōu)選地，構(gòu)成腔體的相鄰壁之間緊密結(jié)合。更優(yōu)選地，除轉(zhuǎn)移壁上的透氣部分外， 所述腔體的其它任何部分均為非透氣的。
[0014]在本實(shí)用新型轉(zhuǎn)移裝置中，腔體具有至少一個(gè)腔體內(nèi)氣壓的控制裝置，從而在需 要時(shí)將腔體內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)至負(fù)壓、正壓或環(huán)境壓力。
[0015]在一個(gè)實(shí)施方案中，該氣壓控制裝置為中空的管路，其一端伸入腔體內(nèi)部。所述管 路的另一端可以與氣泵連接，從而在需要時(shí)使腔體內(nèi)部達(dá)到需要的壓力。
[0016]所述腔體內(nèi)氣壓的控制裝置的安裝位置沒有特別限制，其可以安置于腔體的任何 壁上，例如安置于轉(zhuǎn)移壁的非透氣部分(如果存在)或非轉(zhuǎn)移壁上。
[0017]所述氣壓控制裝置可以存在一個(gè)或多個(gè)，例如1、2、3或4個(gè)。當(dāng)存在2個(gè)以上的 控制裝置時(shí)，它們可以同時(shí)工作或交替工作。或者，它們可以根據(jù)例如以下的方式工作:其 中一個(gè)(或多個(gè))控制裝置在需要時(shí)將腔內(nèi)壓力調(diào)節(jié)至負(fù)壓或環(huán)境壓力，另一個(gè)(或多個(gè))控 制裝置則在需要時(shí)將腔內(nèi)壓力調(diào)節(jié)至正壓或環(huán)境壓力。例如，其中一個(gè)控制裝置為抽氣裝置(如管路)，另一個(gè)控制裝置為進(jìn)氣裝置(如管路)。優(yōu)選地，腔體內(nèi)氣壓的控制裝置的腔體 內(nèi)部分還可以具有一個(gè)或多個(gè)出氣口或噴頭。
[0018]所述轉(zhuǎn)移裝置可以包括至少一個(gè)向腔體內(nèi)通入流體的裝置。其中，所述流體可以 為水或其它惰性的有機(jī)或無機(jī)溶劑，優(yōu)選為去離子水。該裝置可以是可以向腔體內(nèi)通入水 的裝置(如管路)，即進(jìn)水裝置(管路)。優(yōu)選地，當(dāng)向腔體內(nèi)通入流體時(shí)，該裝置的腔體內(nèi)部 分還可以具有一個(gè)或多個(gè)出水口或噴頭。
[0019]優(yōu)選地，當(dāng)所述腔體壁上同時(shí)安置有至少一個(gè)腔體內(nèi)氣壓的控制裝置和至少一個(gè) 通入流體裝置時(shí)，可以將至少一個(gè)腔體內(nèi)氣壓的控制裝置和至少一個(gè)通入流體裝置合并。 即，使用同一裝置實(shí)現(xiàn)兩種功能，例如使用同一裝置(如管路)進(jìn)氣和/或進(jìn)流體。
[0020]優(yōu)選地，本實(shí)用新型的石墨烯轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移壁上還設(shè)置有密封裝置。所述密封 裝置可以在轉(zhuǎn)移過程中防止腐蝕液進(jìn)入腔體。對于密封裝置沒有特別的限制，例如其可以 為法蘭、密封圈、密封膠和/或密封帶等。所述密封裝置可以結(jié)合使用，例如可以同時(shí)使用 法蘭和密封圈。其中，密封裝置優(yōu)選由惰性材料，例如金屬或聚合物(如塑料、橡膠)制成。 并且，密封裝置的形狀可以根據(jù)所需密封部位的形狀進(jìn)行任何調(diào)整，其中法蘭優(yōu)選為環(huán)形。 特別優(yōu)選地，所述密封裝置還可以具有固定石墨烯薄膜的作用。
[0021]本文中的“惰性材料”是指在將石墨烯轉(zhuǎn)移至其它襯底上的過程中，該材料對于所 接觸的條件或環(huán)境(例如與石墨烯和腐蝕液)無反應(yīng)性或基本上無反應(yīng)性。優(yōu)選地，本實(shí)用 新型的轉(zhuǎn)移裝置的一部分或全部由惰性材料制成，例如轉(zhuǎn)移裝置與腐蝕液接觸部分的外層 材料為惰性材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)移裝置全部由惰性材料制成。
[0022]本文中的“惰性的有機(jī)或無機(jī)溶劑”是指對腔體壁及腔體內(nèi)的材料無反應(yīng)性或基 本上無反應(yīng)性的有機(jī)或無機(jī)溶劑。
[0023]還提供了一種使用本實(shí)用新型的石墨烯轉(zhuǎn)移裝置將石墨烯轉(zhuǎn)移至襯底上的方法， 包括以下步驟:
[0024]I)用化學(xué)氣相沉積法在第一襯底表面生長石墨烯薄膜；
[0025]2)在所得的第一襯底上的石墨烯薄膜表面涂覆有機(jī)物以形成表面涂覆有機(jī)物薄 膜的石墨烯薄膜；
[0026]3)將步驟2)中得到的第一襯底上的表面涂覆有機(jī)物薄膜的石墨烯薄膜放置于本 實(shí)用新型的石墨烯轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移壁外表面上，使第一襯底上表面涂覆有機(jī)物薄膜的石墨 烯薄膜一側(cè)面向轉(zhuǎn)移壁；
[0027]4)將放置于轉(zhuǎn)移壁上的第一襯底和石墨烯薄膜浸入腐蝕液以使第一襯底腐蝕；
[0028]5)將表面涂覆有機(jī)物薄膜的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移至第二襯底上。
[0029]其中，在步驟3)中或步驟3)之后且步驟4)之前使腔體內(nèi)形成負(fù)壓。
[0030]優(yōu)選地，所述第一和第二襯底可以相同或不同，并且各自獨(dú)立地選自金屬(例如 鎳、銅)、非金屬(例如玻璃、有機(jī)玻璃、碳化硅、硅、二氧化硅、聚合物如塑料)和/或半導(dǎo)體襯。
[0031]優(yōu)選地，步驟I)中的石墨烯薄膜為連續(xù)的膜。
[0032]優(yōu)選地，步驟2)中的有機(jī)物可以為以下聚合物的一種、兩種或者多種混合物: 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙烯(PP)、環(huán)氧樹脂類聚乙烯 (PE)、聚苯乙烯(PS)、ABS塑料、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、酚醛塑料、聚氨酯塑料、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯塑料、呋喃塑料、有機(jī)硅樹脂、丙烯基樹脂(例如聚甲基丙 烯酸甲酯(PMMA))等及其改性樹脂等聚合物。
[0033]優(yōu)選地，步驟2)中的涂覆可以通過噴涂、輥涂、旋涂、刮涂等方法施用。
[0034]優(yōu)選地，在步驟2)之后(例如在步驟2)之后且步驟3)之前)去除第一襯底上沒有 涂覆有機(jī)物薄膜的另一面的石墨烯。其中，去除第一襯底另一面的石墨烯可以采用刻蝕或 機(jī)械摩擦的方法?？涛g可以是本領(lǐng)域中已知的任何刻蝕方法，例如可以使用氧等離子體刻 蝕。
[0035]優(yōu)選地，在步驟3)中，將步驟2)中得到的第一襯底上表面涂覆有機(jī)物薄膜的石墨 烯薄膜放置于本實(shí)用新型的石墨烯轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移壁外表面上，然后通過在腔體內(nèi)形成負(fù) 壓來將第一襯底連同石墨烯薄膜固定，或者如果需要，使用密封裝置密封，然后通過該密封 裝置和在腔體內(nèi)形成負(fù)壓來將石墨烯薄膜固定。
[0036]步驟4)中的腐蝕液對第一襯底具有腐蝕作用，優(yōu)選為氯化鐵水溶液、硝酸鐵水溶 液、氫氟酸水溶液、硝酸水溶液、硫酸水溶液、硫酸銅水溶液或者鹽酸。上述腐蝕液可以單獨(dú) 或者幾種混合使用。
[0037]優(yōu)選地，在步驟5)中，通過正壓和/或?qū)⒘黧w噴至有機(jī)物薄膜的表面從而使表面 涂覆有機(jī)物薄膜的石墨烯薄膜釋放至襯底上。
[0038]任選地，在步驟5)之后，用溶劑將涂覆的有機(jī)物薄膜除去。所述溶劑優(yōu)選有機(jī)溶 齊U，例如丙酮、甲醇、乙醇和/或異丙醇。
[0039]除非另有說明，本文中所提及的技術(shù)方案、實(shí)施方案、實(shí)例，以及優(yōu)選的、更優(yōu)選 的、特別優(yōu)選的技術(shù)特征或數(shù)值范圍之間可以進(jìn)行任意的結(jié)合或組合，這樣所得的技術(shù)方 案同樣涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
[0040]本實(shí)用新型的石墨烯轉(zhuǎn)移裝置簡單易行，可以簡易地將大面積石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到 任意襯底上并且損傷較小。相對傳統(tǒng)的漂浮腐蝕轉(zhuǎn)片裝置，本實(shí)用新型的石墨烯轉(zhuǎn)移裝置 有轉(zhuǎn)移壁保護(hù)，能有效避免腐蝕液沾污有機(jī)薄膜上表面，所以可以將吸附的薄膜浸入腐蝕 池內(nèi)進(jìn)行腐蝕，充分利用腐蝕池的空間。本實(shí)用新型可應(yīng)用于工業(yè)化大規(guī)模的石墨烯薄膜 轉(zhuǎn)片工藝，具有廣泛的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1為本實(shí)用新型的石墨烯轉(zhuǎn)移裝置的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖，圖中各數(shù)字標(biāo)記 表示以下部件:
[0042]101:金屬或塑料法蘭；
[0043]102、103:橡膠密封圈；
[0044]104:金屬或塑料壁；
[0045]105:抽氣口，其伸入到腔體內(nèi)部并具有多個(gè)噴頭；
[0046]106:進(jìn)氣或進(jìn)水口；
[0047]107、108、109和110:金屬或塑料多孔薄膜，它們構(gòu)成了轉(zhuǎn)移壁，并與104 —起構(gòu)成
了腔體；
[0048]111:有機(jī)物薄膜；
[0049]112:石墨烯薄膜；[0050]113:金屬膜。
[0051]圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，在腐蝕液中腐蝕金屬膜的示意圖。
[0052]圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，腐蝕金屬膜后將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移至襯底上 的示意圖。
[0053]圖4和5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例1轉(zhuǎn)移至玻璃襯底上的石墨烯薄膜。
【具體實(shí)施方式】
[0054]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，下列實(shí)例僅用于對本實(shí)用新 型的技術(shù)方案進(jìn)行解釋和說明，而并非意在對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限制。
[0055]圖1為本實(shí)用新型的石墨烯轉(zhuǎn)移裝置的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖，其中，該裝置包 括金屬或塑料制造的壁104，并且所用的材料不被腐蝕液腐蝕。107、108、109和110均為金 屬或塑料多孔薄膜，其中110的孔徑為有機(jī)物薄膜111厚度的0.1到10倍，109的孔徑為 110厚度的0.1到10倍，108的孔徑為109厚度的0.1到10倍，107的孔徑為108厚度的
0.1到10倍。105是用于形成腔內(nèi)負(fù)壓的抽氣口，106是進(jìn)氣或進(jìn)水口，水通過多個(gè)噴頭噴 到多孔膜表面，然后滲透到有機(jī)物薄膜表面，從而把帶有石墨烯的有機(jī)物薄膜與多孔膜分 離。101為環(huán)形金屬或塑料法蘭，102和103為橡膠密封圈。未被101、102和103保護(hù)的金 屬膜被腐蝕液腐蝕，而金屬膜的邊緣由于101、102和103的保護(hù)而不會(huì)被腐蝕液腐蝕。
[0056]圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，在腐蝕液即氯化鐵水溶液中腐蝕金屬膜的 示意圖。其中，通過105抽氣口抽氣使得腔體內(nèi)形成負(fù)壓，從而將111、112和113三層膜吸 附在多層多孔膜上，然后將裝有樣品的轉(zhuǎn)移裝置完全浸沒在腐蝕液中。
[0057]圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，腐蝕金屬膜后將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移至襯底上 的示意圖。其中，金屬層113腐蝕完后，將轉(zhuǎn)移裝置如圖3放置。松開101法蘭，取走102 和103密封圈，然后從106通入氣體或者噴水，使111和112層從轉(zhuǎn)移裝置分離。
[0058]111和112層轉(zhuǎn)移至襯底上后，在空氣中晾干，然后用溶劑把111層有機(jī)物溶解掉， 就可以得到轉(zhuǎn)移至襯底上的石墨烯。
[0059]實(shí)施例1
[0060]用常壓氣相沉積法在25 y m厚的銅箔表面生成連續(xù)的石墨烯薄膜。然后在其表面 噴涂一層200nm厚的PMMA薄膜。接著用300瓦的氧等離子體刻蝕2分鐘以去除背面的石 墨烯。把經(jīng)過氧等離子體刻蝕的薄膜固定在轉(zhuǎn)移裝置上。
[0061]轉(zhuǎn)移裝置由以下部分組成:101和104是304號不銹鋼。107是304不銹鋼多孔板， 孔徑為4臟，厚度為0.9mm。108為304不銹鋼多孔板，孔徑為0.6mm,厚度為0.5mm。109為特 氟龍的多孔薄膜，孔徑為25 u m,厚度為0.36mm。110為特氟龍的多孔薄膜，孔徑為220nm，厚 度為125 iim。然后抽真空，使腔體內(nèi)的壓力為lOKPa。然后把轉(zhuǎn)移裝置如圖2浸沒在Imol/ L的氯化鐵溶液中腐蝕4小時(shí)。當(dāng)銅箔被腐蝕完后，用去離子水沖洗石墨烯表面，然后把轉(zhuǎn) 移裝置如圖3倒扣在玻璃襯底表面。除去法蘭和密封圈以后從106 口噴入去離子水，石墨 烯和PMMA膜就轉(zhuǎn)移到玻璃襯底表面。然后在空氣中晾干樣品，接著把玻璃板在加熱臺上 110°C下烘干3分鐘。然后在丙酮中除去PMMA，接著在異丙醇和去離子水中清洗樣品。晾干 以后就得到轉(zhuǎn)移至玻璃襯底上的大面積石墨烯薄膜(如圖4)。測得石墨烯薄膜的透光率在 550nm波長下為95.1%，方塊電阻為450歐姆/ □。[0062]實(shí)施例2
[0063]用低壓氣相沉積法在25 y m厚的銅箔表面生成連續(xù)的石墨烯薄膜。然后在其表面 噴涂一層200nm厚的PMMA薄膜。接著用300瓦的氧等離子體刻蝕I分鐘以去除背面的石 墨烯。把經(jīng)過氧等離子體刻蝕的薄膜固定在轉(zhuǎn)移裝置上。
[0064]轉(zhuǎn)移裝置由以下部分組成:101和104是304號不銹鋼。107是304不銹鋼多孔板， 孔徑為2mm，厚度為0.8mm。108為304不銹鋼多孔板，孔徑為0.2mm,厚度為0.3mm。109為特 氟龍的多孔薄膜，孔徑為50 ii m,厚度為0.4mm。110為特氟龍的多孔薄膜,孔徑為IOOnm,厚 度為100 iim。然后抽真空，使腔體內(nèi)的壓力為lOKPa。然后把轉(zhuǎn)移裝置如圖2浸沒在Imol/ L的硝酸鐵溶液中腐蝕4小時(shí)。當(dāng)銅箔被腐蝕完后，用去離子水沖洗石墨烯表面，然后把轉(zhuǎn) 移裝置如圖3倒扣在玻璃襯底表面。除去法蘭和密封圈以后從106通入氮?dú)?，使腔?nèi)壓力 比大氣壓高lOKPa，石墨烯和PMMA膜就轉(zhuǎn)移到玻璃襯底表面。然后在空氣中晾干樣品，接著 把玻璃板在加熱臺上110°C下烘干3分鐘。然后在丙酮中除去PMMA，接著在異丙醇和去離 子水中清洗樣品。晾干以后就得到轉(zhuǎn)移至玻璃襯底上的大面積石墨烯薄膜。測得石墨烯薄 膜的透光率在550nm波長下為97.1%，方塊電阻為850歐姆/ O。
【權(quán)利要求】
1.一種石墨烯的轉(zhuǎn)移裝置，其包括至少一個(gè)透氣的轉(zhuǎn)移壁，所述轉(zhuǎn)移壁與轉(zhuǎn)移裝置的其它壁一起構(gòu)成腔體，所述腔體具有至少一個(gè)腔體內(nèi)氣壓的控制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述轉(zhuǎn)移裝置的一部分或全部由惰性材料制成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述至少一個(gè)透氣的轉(zhuǎn)移壁包括由至少一個(gè)透氣層構(gòu)成的透氣部分。
4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述透氣層為由透氣材料構(gòu)成的透氣膜或由非透氣材料構(gòu)成的多孔膜。
5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述由透氣材料構(gòu)成的透氣膜為多孔膜。
6.如權(quán)利要求4或5所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述透氣層可以為一層或多層，當(dāng)其為多層時(shí)，不同透氣層之間的厚度可以相同或不同；同一多孔膜的孔徑，以及當(dāng)多孔膜為多層時(shí)不同多孔膜的孔徑之間可以相同或不同。
7.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述透氣層的厚度各自獨(dú)立地為50至5mm。
8.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中同一多孔膜的孔徑，以及當(dāng)多孔膜為多層時(shí)不同多孔膜的孔徑各自獨(dú)立地為20nm至5mm。
9.如權(quán)利要求1、2、4、5、7和8中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述轉(zhuǎn)移裝置包括至少一個(gè)向腔體內(nèi)通入流體的裝置。
10.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)移裝置 ，其中所述轉(zhuǎn)移裝置包括至少一個(gè)向腔體內(nèi)通入流體的裝置。
11.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述轉(zhuǎn)移裝置包括至少一個(gè)向腔體內(nèi)通入流體的裝置。
12.如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述流體為水或其它惰性的有機(jī)或無機(jī)溶劑。
13.如權(quán)利要求10或11中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述流體為水或其它惰性的有機(jī)或無機(jī)溶劑。
14.如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述流體為去離子水。
15.如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述流體為去離子水。
16.如權(quán)利要求1、2、4、5、7、8、10-12和14-15中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移壁上還設(shè)置有密封裝置。
17.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移壁上還設(shè)置有密封裝置。
18.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移壁上還設(shè)置有密封裝置。
19.如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移壁上還設(shè)置有密封裝置。
20.如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移壁上還設(shè)置有密封裝置。
21.如權(quán)利要求16所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述密封裝置為法蘭、密封圈、密封膠和/或密封帶。
22.如權(quán)利要求17-20中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述密封裝置為法蘭、密封圈、 密封膠和/或密封帶。
23.如權(quán)利要求16所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述密封裝置由惰性材料制成。
24.如權(quán)利要求17-21中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述密封裝置由惰性材料制成。
25.如權(quán)利要求22所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述密封裝置由惰性材料制成。
26.如權(quán)利要求23或25所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述惰性材料為金屬或聚合物。
27.如權(quán)利要求24所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述惰性材料為金屬或聚合物。
28.如權(quán)利要求26所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述聚合物為塑料、橡膠。
29.如權(quán)利要求27所述的轉(zhuǎn)移裝置，其中所述聚合物為塑料、橡膠。
【文檔編號】C01B31/04GK203451227SQ201320412547
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】彭鵬, 金虎, 周振義 申請人:常州二維碳素科技有限公司