CN103080004A - 对石墨烯进行后处理的方法和使用该方法制造石墨烯的方法 - Google Patents

对石墨烯进行后处理的方法和使用该方法制造石墨烯的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103080004A
CN103080004A CN2011800396592A CN201180039659A CN103080004A CN 103080004 A CN103080004 A CN 103080004A CN 2011800396592 A CN2011800396592 A CN 2011800396592A CN 201180039659 A CN201180039659 A CN 201180039659A CN 103080004 A CN103080004 A CN 103080004A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
carrier
metallic film
protective membrane
coating roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800396592A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103080004B (zh
Inventor
元栋观
曹承旻
尹钟赫
罗德和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vosarun Ltd
Original Assignee
Samsung Techwin Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Techwin Co Ltd filed Critical Samsung Techwin Co Ltd
Publication of CN103080004A publication Critical patent/CN103080004A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103080004B publication Critical patent/CN103080004B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/194—After-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • C01B32/186—Preparation by chemical vapour deposition [CVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02527—Carbon, e.g. diamond-like carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1606—Graphene

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

提供了一种对石墨烯进行后处理的方法和一种使用后处理方法来制造石墨烯的方法。所述方法包括：提供其上形成有石墨烯的金属薄膜；在石墨烯上设置液相载体；使载体硬化；以及将载体和石墨烯与金属薄膜分离。

Description

对石墨烯进行后处理的方法和使用该方法制造石墨烯的方法
技术领域
本发明涉及一种对石墨烯进行后处理的方法和一种使用对石墨烯进行后处理的所述方法来制造石墨烯的方法。
背景技术
当前，在各种纳米技术领域中研究了基于诸如纳米管、钻石、石墨和石墨烯的碳的材料。这些材料可以用在场效应晶体管(FET)、生物传感器、纳米复合物或量子器件中。
石墨烯是二维材料，并且是带隙为零的半导体材料。在过去的几年里，已经了解到关于石墨烯的电特性的各种研究。石墨烯的电特性包括两极超电流、自旋输送和量子空穴效应。当前，石墨烯作为可用于集成基于碳的纳米电子器件的基本单元的材料而受到关注。
随着对石墨烯的关注增加，需要开发一种制造高品质石墨烯的方法。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种通过极大地减小电阻来制造具有高电学特性的高品质石墨烯的方法。
本发明还提供了一种大规模制造高品质石墨烯的方法。
问题的解决方案
根据本发明的一方面，提供了一种对石墨烯进行后处理的方法，所述方法包括：提供其上形成有石墨烯的金属薄膜；在石墨烯上设置液相载体；使载体硬化；以及将载体和石墨烯与金属薄膜分离。
可以在根据卷对卷方法沿一定方向传送金属薄膜的同时，执行每个操作。
其上形成有石墨烯的金属薄膜具有板状形状，可以在通过传送单元沿一定方向传送金属薄膜的同时，执行每个操作。
其上形成有石墨烯的金属薄膜可以由围绕其上形成有石墨烯的金属薄膜的框架支撑。
其上形成有石墨烯的金属薄膜可以由布置在与其上形成有石墨烯的表面相反的表面上的基体构件支撑。
设置载体的步骤可以包括：将载体提供到涂覆辊的外表面上，涂覆辊与金属薄膜隔开预定的距离；以及在使涂覆辊旋转的同时，将载体涂覆到金属薄膜上。
设置载体的步骤可以包括将液相载体印刷或涂覆在石墨烯上。
载体可以是从由丙烯酸材料、硅类材料和环氧类材料组成的组中选择的一种。
当载体是从由丙烯酸材料组成的组中选择的一种时，载体可以是PMMA或水溶性丙烯酸树脂。
当载体是从由硅类材料组成的组中选择的一种时，载体是聚二甲基硅氧烷(PDMS)或硅粘结剂。
使载体硬化的步骤可以包括：使用硬化装置来使载体硬化，硬化装置与液相载体隔开预定的距离并向液相载体发出热或光。
将载体和石墨烯与金属薄膜分离的步骤可以包括通过蚀刻来去除金属薄膜。
所述方法还可以包括：在将载体和石墨烯与金属薄膜分离之后，提供保护膜；以及在石墨烯上形成保护膜。
所述方法还可以包括：去除载体。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造石墨烯的方法，所述方法包括：使用卷轴将金属薄膜传送到石墨烯形成设备；在金属薄膜上形成石墨烯；将液相载体设置在石墨烯上；使载体硬化；将载体和石墨烯与金属薄膜分离；以及在石墨烯上形成保护膜。
可以在根据卷对卷方法沿一定方向上传送金属薄膜的同时，执行每个操作。
其上形成有石墨烯的金属薄膜具有板状形状，可以在通过传送单元沿一定方向传送金属薄膜的同时，执行每个操作。
设置载体的步骤可以包括：将载体提供到涂覆辊的外表面上，涂覆辊与金属薄膜隔开预定的距离；以及在使涂覆辊旋转的同时，将载体涂覆到金属薄膜上。
载体可以是从由PMMA、水溶性丙烯酸树脂、PDMS、硅粘结剂、水溶性环氧树脂、改性环氧树脂、水溶性聚氨酯树脂、水溶性天然聚合物树脂、水系统粘结剂、可见光硬化粘结剂、红外线硬化粘结剂、电子束硬化粘结剂、PBI粘结剂、聚酰亚胺粘结剂、酰亚胺粘结剂、BMI基粘结剂或热熔粘结剂组成的组中选择的至少一种。
将载体和石墨烯与金属薄膜分离的步骤可以包括通过蚀刻来去除金属薄膜。
所述方法还可以包括：将其上形成有保护膜的石墨烯与载体分离。
分离其上形成有保护膜的石墨烯的步骤可以包括使载体在溶剂中熔化。
分离其上形成有保护膜的石墨烯的步骤可以包括通过将载体浸在容纳于容器中的溶剂中来使载体熔化。
根据本发明的另一方面，提供了一种根据对石墨烯进行后处理的方法或制造石墨烯的方法进行后处理的石墨烯。
本发明的有益效果
根据本发明，因为使用液相载体来形成石墨烯而不施加不必要的压力，所以石墨烯具有大约1,100Ω或更小的表面电阻R。因此，进一步提高了石墨烯的导电率和电学特性。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其它特征及优点将变得更加明显，在附图中：
图1是根据本发明实施例的制造石墨烯的方法的流程图；
图2是示出根据卷对卷方法的图1的制造石墨烯的方法的示意图；
图3是根据图1的操作S100输送的金属薄膜的示意性侧面剖视图，并且是与图2的III对应的侧面剖视图；
图4是根据图1的操作S110和S120的其上形成有石墨烯的金属薄膜的示意性侧面剖视图，并且是与图2的IV对应的侧面剖视图；
图5是示出根据图1的操作S130的其上涂覆有载体的石墨烯的状态的示意性侧面剖视图，并且是与图2的V对应的侧面剖视图；
图6是示出根据图1的操作S150的当去除金属薄膜时堆叠的石墨烯和载体的状态的示意性侧面剖视图，是与图2的VI对应的侧面剖视图，并且为了解释方便起见，示出了上侧和下侧颠倒的堆叠结构；
图7是示出根据图1的操作S160的其上形成有保护膜材料的石墨烯的状态的示意性侧面剖视图，是与图2的VII对应的侧面剖视图，并且为了解释方便起见，示出了上侧和下侧颠倒的堆叠结构；
图8是示出根据图1的操作S170的当去除载体时石墨烯的状态的示意性侧面剖视图，是与图2的VIII对应的侧面剖视图，并且为了解释方便起见，示出了上侧和下侧颠倒的堆叠结构；
图9是根据本发明另一实施例的制造石墨烯的方法的流程图；
图10是示出根据板型方法(panel-type method)的在图9中示出的制造石墨烯的方法的示意图；
图11和图12是根据图9的操作S900的金属薄膜的示意性透视图；
图13是示出根据施加到石墨烯的压力的次数的表面电阻的图。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述根据本发明的优点、方面以及实现这些优点和方面的方法，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，不应该被解释为局限于在此提出的实施例；而是，提供这些实施例使本公开将是彻底的和完整的，并将本发明的构思充分地传达给本领域的技术人员，因此本发明的范围应当由权利要求书来限定。这里使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的，并不意图限制本发明构思。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、步骤、操作和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、步骤、操作和/或组件和/或它们的组。将理解的是，尽管在这里可使用术语第一、第二、第三等来描述不同的元件，但是这些元件不应受这些术语的限制，这些术语仅出于将一个元件与另一个元件区分开的目的。
在下文中，现将参照附图描述制造石墨烯的方法。在制造石墨烯的方法的操作S130至S170中描述根据本发明实施例的对石墨烯进行后处理的方法，因此，将不再重复对石墨烯进行后处理的方法的描述。
图1是根据本发明实施例的制造石墨烯的方法的流程图，图2是示出根据图1的制造石墨烯的方法的工艺状态的示意图。
在操作S100中，通过使用卷轴10来传送金属薄膜301。参照图2，卷绕在卷轴10上的金属薄膜301被释放，并朝石墨烯形成设备110移动。
金属薄膜301可以由从由Ni、Co、Fe、Pt、Au、Al、Cr、Cu、Mg、Mn、Mo、Ro、Si、Ta、Ti和W组成的组中选择的一种形成。
在当前实施例中，金属薄膜301具有单膜层，但本发明不限于此。例如，由至少两个层形成的多层中的一层可以是金属薄膜301。在这种情况下，金属薄膜301设置在多层基底的最外侧。图3是传送到石墨烯形成设备110的金属薄膜301的示意性侧面剖视图。
预处理工艺
在操作S110中，清洗金属薄膜301的表面。执行预处理工艺，以去除在金属薄膜301的表面上存在的外来物质。可以通过使用氢气来执行预处理工艺。可选地，可以使用酸/碱溶液来清洗金属薄膜301的表面，从而在形成石墨烯302的后续工艺中减少缺陷。
如果不必要的话，则可以省去金属薄膜301的表面的清洗，可以在金属薄膜301卷绕在卷轴10上之前执行金属薄膜301的表面的清洗。
形成石墨烯的工艺
在操作S120中，在将气相碳源喷射到金属薄膜301上的同时，通过对金属薄膜301进行热处理来形成石墨烯302。
参照图2，当将金属薄膜301传送到石墨烯形成设备110时，通过喷射气相碳源来对金属薄膜301进行热处理。通过对金属薄膜301进行加热和冷却来执行热处理。
气相碳源可以是从由CH4、CO、C2H6、CH2、C2H5、C2H2、CH3CH2CH3、C3H6、C4H10、CH3(CH2)3CH3、C5H10、C5H6、C6H14、C6H12、C6H6和C7H8组成的含碳原子的材料的组中选择的至少一种。气相碳源在高温下分离为碳原子和氢原子。
分离的碳原子沉积在金属薄膜301上，当金属薄膜301冷却时，分离的碳原子变为石墨烯302。
通过传送辊11将其上形成有石墨烯302的金属薄膜301传送到石墨烯形成设备110的外部。图4是其上形成有石墨烯302的金属薄膜301的侧面剖视图。
石墨烯形成设备110可以是执行加热和冷却二者的装置的空间。可选地，可以通过配置单独地执行加热工艺和冷却工艺的多个设备在单独的空间中执行加热和冷却。
在当前实施例中，尽管在将金属薄膜301传送到石墨烯形成设备110之前执行清洗金属薄膜301的表面的预处理工艺，但是根据本发明的工艺顺序不限于此。例如，在将气相碳源喷射到传送到石墨烯形成设备110的金属薄膜301上之前，可以使用氢气对金属薄膜301进行预处理。在这种情况下，石墨烯形成设备110可以包括用于预处理工艺的空间。
后处理
在操作S130中，将处于液相的载体303设置在石墨烯302上。参照图2，通过传送辊11和21将石墨烯302和金属薄膜301堆叠的堆叠结构移动到涂覆辊120。
通过载体供给单元125将载体303涂覆在涂覆辊120的外表面上。之后，当涂覆辊120旋转时，载体303被涂覆在石墨烯302上。
涂覆辊120被设置为与石墨烯302隔开预定的间隙。因此，涂覆辊120在不与石墨烯302接触的情况下旋转，从而不向石墨烯302施加压力。压力是增大石墨烯302的表面电阻的主要因素之一。然而，在载体303的当前涂覆操作中，因为没有压力作用在石墨烯302上，所以可以制造具有低表面电阻和高品质的石墨烯302。可以考虑到涂覆在涂覆辊120的外表面上的载体303的厚度来确定涂覆辊120和石墨烯302之间的距离。
载体303可以是丙烯酸材料，例如水溶性丙烯酸树脂或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。具体地说，PMMA具有高耐候性，因此，可以保护石墨烯302免受周围环境影响。
载体303可以是硅类材料，例如硅粘结剂或聚二甲基硅氧烷(PDMS)。具体地说，PDMS也具有高耐久性，因此，能够有效地保护石墨烯302免受周围环境影响。
载体303可以是环氧类材料，例如水溶性环氧树脂或改性环氧树脂。
另外，载体303可以是水溶性聚氨酯树脂、水溶性天然聚合物树脂、水性粘结剂、可见光硬化粘结剂、红外线硬化粘结剂、电子束硬化粘结剂、PBI粘结剂、聚酰亚胺粘结剂、酰亚胺粘结剂、BMI(双马来酰亚胺)粘结剂或热熔粘结剂。
图5是示出其上涂覆有载体303的石墨烯302的状态的示意性侧面剖视图。尽管在本发明的实施例中使用涂覆辊120来施加载体303，但是可以以各种其它方式中的任何方式(例如，印刷)来施加载体303。
在操作S140中，使载体303硬化。参照图2，通过传送辊31将载体303、石墨烯302和金属薄膜301堆叠的堆叠结构移动到硬化装置130。
硬化装置130可以在面对石墨烯302的位置与石墨烯302隔开预定的距离。硬化装置130可以在旋转的同时使涂覆在石墨烯302上的载体303硬化。例如，硬化装置130可以是辊，并且通过在固定位置上旋转或通过移动预定距离来使载体303硬化。
硬化装置130可以通过辐射预定量的热或通过照射红外线、可见光、紫外线或电子束来使载体303硬化。例如，当载体303是PMMA、水溶性丙烯酸树脂、PDMS、环氧树脂、聚酰亚胺粘结剂或酰亚胺粘结剂时，硬化装置130可以辐射热。
当载体303是可见光硬化粘结剂时，硬化装置130可以照射可见光，当载体303是红外线硬化粘结剂时，硬化装置130可以照射红外线，当载体303是电子束硬化粘结剂时，硬化装置130可以照射电子束，当载体303是紫外线硬化粘结剂时，硬化装置130可以照射紫外线。
在当前实施例中，可以通过使用辊类型的硬化装置130来使载体303硬化。然而，根据本发明的载体303的硬化不限于此。例如，载体303可以通过穿过炉(例如，箱式炉)的室而被硬化。除了热之外，箱式炉还可以照射红外线、可见光、紫外线或电子束。
载体303可以是将石墨烯302传送到蚀刻空间140的介质，并且可以在去除金属薄膜301时保持石墨烯302的形状。
在操作S150中，去除金属薄膜301。例如，可以根据蚀刻工艺去除金属薄膜301。
参照图2，通过传送辊31、32和33将载体303、石墨烯302和金属薄膜301堆叠的堆叠结构移动到蚀刻空间140。例如，蚀刻空间140可以包括喷射器141，以将蚀刻剂喷射到金属薄膜301上。
蚀刻剂可以是酸溶液、HF溶液、缓冲氧化物蚀刻(BOE)溶液、FeCl3溶液或Fe(NO3)3溶液。
图6是示出当去除金属薄膜301时石墨烯302和载体303的堆叠状态的示意性侧面剖视图。
在操作S160中，在石墨烯302上形成保护膜700。参照图2，通过传送辊41和51将石墨烯302和载体303堆叠的堆叠结构移向附接辊150。
例如，保护膜700可以是诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚酰亚胺(PI)的聚合物。例如，保护膜700以膜类型形成，并通过保护膜供给卷轴70供给到堆叠件。当石墨烯302和载体303堆叠的堆叠结构以及保护膜700穿过附接辊150时，保护膜700形成在石墨烯302上。
图7是示出形成保护膜700、石墨烯302和载体303以所述顺序堆叠的堆叠结构中的保护膜700的状态的示意性侧面剖视图。
在操作S170中，去除载体303。参照图2，通过传送辊51将保护膜700、石墨烯302和载体303堆叠的堆叠结构移向容器160。
容器160包括用于去除载体303的溶剂165，当载体303穿过溶剂165时，载体303熔化(melt)掉。
溶剂165可以是碱性物质。例如，当载体303是PMMA、改性环氧树脂、聚酰亚胺粘结剂或酰亚胺粘结剂时，溶剂可以是碱性物质。
溶剂可以是有机溶剂。例如，当载体303是PMMA或改性环氧树脂时，溶剂可以是诸如酮、酯或氯化烃的有机溶剂。
可以使用水作为溶剂165。当载体303是水溶性丙烯酸树脂、水溶性环氧树脂或水溶性聚酰胺树脂时，溶剂165可以是水。
另外，根据载体303，溶剂165可以是酸性物质。
图8是示出去除保护膜700和石墨烯302以所述顺序堆叠的堆叠结构中的载体303的状态的示意性侧面剖视图。
在操作S180中，使用卷绕卷轴20卷绕其上形成有保护膜700的石墨烯302。
根据本发明的另一实施例，可以根据以上方法单独地形成其上形成有石墨烯302的金属薄膜301。例如，当安装在运送带上的金属薄膜301穿过石墨烯形成设备110时，可以形成石墨烯302。在以这种方式单独形成的其上形成有石墨烯302的金属薄膜301卷绕在卷轴10上时，当通过卷轴10以及传送辊11和21将金属薄膜301传送到涂覆辊120时，后处理工艺开始。后处理工艺是与上面描述的操作S130至S170相同的工艺。
图9是示出使用板型方法制造石墨烯的方法的示意图。在描述中，板型方法是指制造石墨烯的至少一个操作由运送带执行。
在根据当前实施例的制造石墨烯的方法中，将描述通过运送带执行从S900到S960的操作的情况。
参照图9和图10，可以参照制造石墨烯的方法中的操作S930至S970来描述根据本发明实施例的对石墨烯进行后处理的方法，因此，将用制造石墨烯的方法中的操作S930至S970的描述来替换对石墨烯进行后处理的方法的详细描述。
在操作S900中，通过使用运送装置CON1传送金属薄膜301′。参照图10，置于运送装置CON1上的金属薄膜301′传送到石墨烯形成设备1110。尽管金属薄膜301′由卷轴10连续地供给，如上面参照图1至图8所述，但是根据当前实施例，以预定的间隔供给多个平板型金属薄膜301′。
在当前实施例中，金属薄膜301′可以由从由镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)、铂(Pt)、金(Au)、铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、镁(Mg)、锰(Mn)、钼(Mo)、铑(Ro)、硅(Si)、钽(Ta)、钛(Ti)和钨(W)组成的组中选择的至少一种形成。
虽然根据当前实施例在图10中示出了金属薄膜301′具有板状形状并具有单个层的情况，但本发明不限于此。例如，框架F可以布置在金属薄膜301′的边缘处，如图11所示，或者，基体构件B可以布置在金属薄膜301′下方，如图12所示，从而金属薄膜301′变成多层基底的多个层中的一个。根据图11或图12的实施例可以改善石墨烯制造工艺中的基底的操控性。
预处理操作
在操作S910中，清洗金属薄膜301′的表面，以去除杂质。通过使用预处理装置1105供给的氢气或酸/碱溶液来清洗金属薄膜301′的表面。
形成石墨烯的工艺
在操作S920中，在将气相碳源喷射到金属薄膜301′上的同时，通过对金属薄膜301′进行热处理来形成石墨烯302′。
用于形成石墨烯的操作与上面参照图1、图2和图4描述的操作相同，因此，将省略对其的详细描述。
在当前实施例中，提供了在将金属薄膜301′传送到石墨烯形成设备1100之前执行用于清洗金属薄膜301′的表面的预处理操作的情况。然而，本发明不限于此顺序。例如，在将气态碳源供给到金属薄膜301′之前，可以将金属薄膜301′传送到石墨烯形成设备1100，并可以通过使用氢气进行预处理。
通过运送装置CON1将其上形成有石墨烯302′的金属薄膜301′运送出石墨烯形成设备1100，并传送到涂覆辊1200。
后处理
在操作S930中，将液相载体303′布置在石墨烯302′上。参照图10，通过运送装置CON2将石墨烯302′和金属薄膜301′堆叠的结构传送到涂覆辊1200。
通过载体供给单元1250将液相载体303′施加到涂覆辊1200的外表面。接下来，当涂覆辊1200旋转时，液相载体303′被施加到石墨烯302′上。载体303′可以由从由丙烯酸材料、硅类材料和环氧类材料组成的组中选择的一种，如上所述。
涂覆辊1200被布置为与石墨烯302′隔开预定的距离。因此，因为涂覆辊1200在没有直接接触石墨烯302′的情况下旋转，所以涂覆辊1200未将压力施加到石墨烯302′。压力是增大石墨烯302′的表面电阻的主要因素之一。然而，根据当前实施例，在施加载体303′的同时，压力未施加到石墨烯302′，因此，可以制造具有小的表面电阻且优异的品质的石墨烯302′。可以考虑到施加到涂覆辊1200的外表面的载体303′的厚度来确定涂覆辊1200和石墨烯302′之间的距离。
尽管在当前实施例中描述了通过使用涂覆辊1200来施加液相载体303′的情况，但是可以以各种其它方式中的任何方式(例如，印刷)来施加载体303′。
在操作S940中，使液相载体303′硬化。参照图10，通过运送装置CON2将液相载体303′、石墨烯302′和金属薄膜301′堆叠的结构传送到硬化装置1300。
硬化装置1300被布置为与石墨烯302′隔开预定的距离，并面对石墨烯302′，并且通过发出热、光或电子束来使液相载体303′硬化，如上所述。
尽管在当前实施例中描述了通过使用硬化装置1300来使液相载体303′硬化的情况，但本发明不限于此。例如，可以布置诸如箱式炉的室，使得液相载体303′穿过室时被硬化。箱式炉还可以发出热、红外线、紫外线、可见光线或电子束。
载体303′不仅将石墨烯302′传送到蚀刻空间1400中，而且在去除金属薄膜301′的过程中保持石墨烯302′的形状。
在操作S950中，去除金属薄膜301′。例如，可以通过蚀刻来去除金属薄膜301′。
参照图10，将载体303′、石墨烯302′和金属薄膜301′堆叠的结构布置在运送装置CON3上以向上暴露金属薄膜301′，并将此结构传送到蚀刻空间1400。蚀刻空间1400可以包括用于将蚀刻剂喷射到金属薄膜301′的喷射单元1410。蚀刻剂可以是酸、氟化氢(HF)、缓冲氧化物蚀刻(BOE)溶液、氯化铁(FeCl3)溶液、硝酸铁(Fe(NO3)3)溶液等。
在操作S960中，在石墨烯302′上形成保护膜700′。
参照图10，当保护膜700′布置在石墨烯302′上的结构穿过附接辊1500时，保护膜700′形成在石墨烯302′上。保护膜材料700′可以是聚合物，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺(PI)等。
保护膜700′可以与包括石墨烯302′和载体303′的板状结构设置有相同的尺寸，并通过附接辊1500布置在石墨烯302′上。可选地，保护膜材料700′所设置的尺寸可以比包括石墨烯302′和载体303′的板状结构的尺寸大，可以通过附接辊1500布置在石墨烯302′上，然后可以被切割。
通过运送装置CON3将保护膜700′、石墨烯302′和载体303′顺序地堆叠的结构传送到容器160。容器1600填充有用于去除载体303′的溶剂1650。可以通过运送装置CON4在容器1600中移动传送到容器1600的包括保护膜700′、石墨烯302′和载体303′的结构。
如上所述，根据载体303′的类型，溶剂1650可以是碱性物质、有机溶剂、水或酸性物质。
可以将去除了载体303′的包括保护膜700′和石墨烯302′的结构运送出容器1600，并进行干燥。
图13是示出根据施加到石墨烯的压力的次数的表面电阻R的图。图13中的部分A指示通过向石墨烯施加两次压力来测量表面电阻R的情况，部分B指示通过向石墨烯施加一次压力来测量表面电阻R的情况，部分C指示在没有向石墨烯施加到压力的情况下测量表面电阻R的情况。
参照图13，当向石墨烯施加两次压力时，表面电阻R为大约2,000～5,000Ω，当向石墨烯施加一次压力时，表面电阻R为大约1,000～2,000Ω。
根据本发明，因为使用液相载体303或303′形成石墨烯302或302′而未施加不必要的压力，所以石墨烯302或302′具有大约1,100Ω或更小的表面电阻R，如在部分C中。因此，进一步提高了石墨烯302或302′的导电率和电学特性。
尽管已经参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在此做出形式和细节方面的各种改变。

Claims (25)

1.一种对石墨烯进行后处理的方法，所述方法包括：
提供其上形成有石墨烯的金属薄膜；
在石墨烯上设置液相载体；
使载体硬化；以及
将载体和石墨烯与金属薄膜分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在根据卷对卷方法沿一定方向传送金属薄膜的同时，执行每个操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，其上形成有石墨烯的金属薄膜具有板状形状，
在通过传送单元沿一定方向传送金属薄膜的同时，执行每个操作。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，其上形成有石墨烯的金属薄膜由围绕其上形成有石墨烯的金属薄膜的框架支撑。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，其上形成有石墨烯的金属薄膜由布置在与其上形成有石墨烯的表面相反的表面上的基体构件支撑。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，设置载体的步骤包括：
将载体提供到涂覆辊的外表面上，涂覆辊与金属薄膜隔开预定的距离；以及
在使涂覆辊旋转的同时，将载体涂覆到金属薄膜上。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，设置载体的步骤包括将液相载体印刷或涂覆在石墨烯上。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，载体是从由丙烯酸材料、硅类材料和环氧类材料组成的组中选择的一种。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，当载体是从由丙烯酸材料组成的组中选择的一种时，载体是PMMA或水溶性丙烯酸树脂。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，当载体是从由硅类材料组成的组中选择的一种时，载体是聚二甲基硅氧烷或硅粘结剂。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，使载体硬化的步骤包括：使用硬化装置来使载体硬化，硬化装置与液相载体隔开预定的距离并向液相载体发出热或光。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，将载体和石墨烯与金属薄膜分离的步骤包括通过蚀刻来去除金属薄膜。
13.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在将载体和石墨烯与金属薄膜分离之后，
提供保护膜；以及
在石墨烯上形成保护膜。
14.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：去除载体。
15.一种制造石墨烯的方法，所述方法包括：
使用卷轴将金属薄膜传送到石墨烯形成设备；
在金属薄膜上形成石墨烯；
将液相载体设置在石墨烯上；
使载体硬化；
将载体和石墨烯与金属薄膜分离；以及
在石墨烯上形成保护膜。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在根据卷对卷方法沿一定方向传送金属薄膜的同时，执行每个操作。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，其上形成有石墨烯的金属薄膜具有板状形状，
在通过传送单元沿一定方向传送金属薄膜的同时，执行每个操作。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，设置载体的步骤包括：
将载体提供到涂覆辊的外表面上，涂覆辊与金属薄膜隔开预定的距离；以及
在使涂覆辊旋转的同时，将载体涂覆到金属薄膜上。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，载体是从由PMMA、水溶性丙烯酸树脂、PDMS、硅粘结剂、水溶性环氧树脂、改性环氧树脂、水溶性聚氨酯树脂、水溶性天然聚合物树脂、水系统粘结剂、可见光硬化粘结剂、红外线硬化粘结剂、电子束硬化粘结剂、PBI粘结剂、聚酰亚胺粘结剂、酰亚胺粘结剂、BMI基粘结剂或热熔粘结剂组成的组中选择的至少一种。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，将载体和石墨烯与金属薄膜分离的步骤包括通过蚀刻来去除金属薄膜。
21.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：将其上形成有保护膜的石墨烯与载体分离。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，分离其上形成有保护膜的石墨烯的步骤包括使载体在溶剂中熔化。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，分离其上形成有保护膜的石墨烯的步骤包括通过将载体浸在容纳于容器中的溶剂中来使载体熔化。
24.一种根据权利要求1所述的方法进行后处理的石墨烯。
25.一种根据权利要求15所述的方法制造的石墨烯。
CN201180039659.2A 2010-08-11 2011-08-05 对石墨烯进行后处理的方法和使用该方法制造石墨烯的方法 Expired - Fee Related CN103080004B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100077491A KR101767921B1 (ko) 2010-08-11 2010-08-11 그래핀의 후처리 방법 및 이를 이용한 그래핀 제조 방법
KR10-2010-0077491 2010-08-11
PCT/KR2011/005731 WO2012020950A2 (en) 2010-08-11 2011-08-05 Method of post treating graphene and method of manufacturing graphene using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103080004A true CN103080004A (zh) 2013-05-01
CN103080004B CN103080004B (zh) 2016-04-06

Family

ID=45568019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180039659.2A Expired - Fee Related CN103080004B (zh) 2010-08-11 2011-08-05 对石墨烯进行后处理的方法和使用该方法制造石墨烯的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9136112B2 (zh)
KR (1) KR101767921B1 (zh)
CN (1) CN103080004B (zh)
WO (1) WO2012020950A2 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103964422A (zh) * 2014-04-25 2014-08-06 无锡格菲电子薄膜科技有限公司 一种石墨烯转移方法
CN104129783A (zh) * 2014-08-04 2014-11-05 中国科学院金属研究所 一种低成本、洁净无损转移大面积石墨烯的方法
CN106477567A (zh) * 2016-10-12 2017-03-08 安徽贝意克设备技术有限公司 一种石墨烯卷对卷连续生长设备
CN108190873A (zh) * 2017-11-23 2018-06-22 珠海市扬程玻璃制品有限公司 制备石墨烯的设备、方法及其制得的石墨烯
CN108414435A (zh) * 2018-01-22 2018-08-17 南京理工大学 一种通过表面受限效应调控石墨烯表面摩擦系数的方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011087301A2 (ko) * 2010-01-15 2011-07-21 성균관대학교산학협력단 기체 및 수분 차단용 그래핀 보호막, 이의 형성 방법 및 그의 용도
KR101915195B1 (ko) * 2012-06-13 2018-11-05 한화에어로스페이스 주식회사 그래핀 제조 장치 및 이를 이용한 그래핀 제조 방법
KR102015912B1 (ko) * 2012-11-14 2019-08-29 엘지전자 주식회사 그래핀의 제조 방법 및 그 그래핀
WO2014126298A1 (en) * 2013-02-13 2014-08-21 Samsung Techwin Co., Ltd Method of manufacturing graphene film and graphene film manufactured thereby
KR101915202B1 (ko) * 2013-05-16 2018-11-05 한화에어로스페이스 주식회사 그래핀 합성 방법
KR101982156B1 (ko) * 2014-03-18 2019-05-24 한화에어로스페이스 주식회사 그래핀 전사 방법
CN109179394B (zh) * 2018-09-26 2021-03-23 长飞光纤光缆股份有限公司 一种石墨烯薄膜直接转移装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101423209A (zh) * 2007-10-29 2009-05-06 三星电子株式会社 石墨烯片及其制备方法
US20090308520A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for exfoliating carbonization catalyst from graphene sheet, method for transferring graphene sheet from which carbonization catalyst is exfoliated to device, graphene sheet and device using the graphene sheet
US20100021708A1 (en) * 2008-04-14 2010-01-28 Massachusetts Institute Of Technology Large-Area Single- and Few-Layer Graphene on Arbitrary Substrates
US20100101710A1 (en) * 2008-10-27 2010-04-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for removing a carbonization catalyst from a graphene sheet and method for transferring the graphene sheet

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5372670A (en) 1994-02-02 1994-12-13 International Business Machines Corporation System for wet application of a dry film to a panel
US5718830A (en) * 1996-02-15 1998-02-17 Lucent Technologies Inc. Method for making microlenses
DE10100442A1 (de) * 2001-01-08 2002-07-11 Bayer Ag Transparente Kunststoff-Formmasse
JP5443756B2 (ja) * 2005-06-28 2014-03-19 ザ ボード オブ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ オクラホマ カーボンナノチューブを成長および収集するための方法
US8815346B2 (en) * 2006-10-13 2014-08-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Compliant and nonplanar nanostructure films
DE102007016995A1 (de) 2007-04-11 2008-10-16 Beyer, André Verfahren zum Übertragen einer Nanoschicht
JP4623107B2 (ja) * 2008-02-21 2011-02-02 セイコーエプソン株式会社 電気泳動表示装置及び電気泳動表示装置の製造方法
US8927057B2 (en) * 2010-02-22 2015-01-06 International Business Machines Corporation Graphene formation utilizing solid phase carbon sources
US20110314840A1 (en) * 2010-06-24 2011-12-29 Hamid-Reza Jahangiri-Famenini Various methods for industrial scale production of graphene and new devices/instruments to achieve the latter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101423209A (zh) * 2007-10-29 2009-05-06 三星电子株式会社 石墨烯片及其制备方法
US20100021708A1 (en) * 2008-04-14 2010-01-28 Massachusetts Institute Of Technology Large-Area Single- and Few-Layer Graphene on Arbitrary Substrates
US20090308520A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for exfoliating carbonization catalyst from graphene sheet, method for transferring graphene sheet from which carbonization catalyst is exfoliated to device, graphene sheet and device using the graphene sheet
US20100101710A1 (en) * 2008-10-27 2010-04-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for removing a carbonization catalyst from a graphene sheet and method for transferring the graphene sheet

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103964422A (zh) * 2014-04-25 2014-08-06 无锡格菲电子薄膜科技有限公司 一种石墨烯转移方法
CN104129783A (zh) * 2014-08-04 2014-11-05 中国科学院金属研究所 一种低成本、洁净无损转移大面积石墨烯的方法
CN106477567A (zh) * 2016-10-12 2017-03-08 安徽贝意克设备技术有限公司 一种石墨烯卷对卷连续生长设备
CN108190873A (zh) * 2017-11-23 2018-06-22 珠海市扬程玻璃制品有限公司 制备石墨烯的设备、方法及其制得的石墨烯
CN108190873B (zh) * 2017-11-23 2020-04-14 珠海市扬程玻璃制品有限公司 制备石墨烯的设备、方法及其制得的石墨烯
CN108414435A (zh) * 2018-01-22 2018-08-17 南京理工大学 一种通过表面受限效应调控石墨烯表面摩擦系数的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012020950A2 (en) 2012-02-16
KR101767921B1 (ko) 2017-08-14
US20130134384A1 (en) 2013-05-30
US9136112B2 (en) 2015-09-15
CN103080004B (zh) 2016-04-06
KR20120015185A (ko) 2012-02-21
WO2012020950A3 (en) 2012-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103080004A (zh) 对石墨烯进行后处理的方法和使用该方法制造石墨烯的方法
KR101858642B1 (ko) 그래핀의 전사 방법
Kochat et al. Atomically thin gallium layers from solid-melt exfoliation
Kim et al. Layer-resolved graphene transfer via engineered strain layers
Zhang et al. Electromagnetic functions of patterned 2D materials for micro–nano devices covering GHz, THz, and optical frequency
Li et al. Synthesis of graphene films on copper foils by chemical vapor deposition
Wang et al. Cryo-mediated exfoliation and fracturing of layered materials into 2D quantum dots
US9782963B2 (en) Roll-to-roll transfer method of graphene, graphene roll produced by the method, and roll-to-roll transfer equipment for graphene
Ouyang et al. Coherent spin transfer between molecularly bridged quantum dots
KR101429518B1 (ko) 그래핀의 전사 장치 및 전사 방법
US8668952B2 (en) Carbon wire and nanostructure formed of carbon film and method of producing the same
KR101912798B1 (ko) 그래핀 합성장치 및 합성방법
US20130233480A1 (en) Method and apparatus for transferring graphene
US20160304352A1 (en) Graphene tape
CN1893003A (zh) 布线衬底以及半导体装置的制造方法
US20090211901A1 (en) Methods for preparing cnt film, cnt film with a sandwich structure, an anode including the cnt film and an organic light-emitting diodes including the anode and cnt device
JP5574257B2 (ja) カーボンナノチューブ生成用再利用基材及びカーボンナノチューブ生成用基材並びにその製造方法
Kang et al. Efficient heat generation in large-area graphene films by electromagnetic wave absorption
KR101870643B1 (ko) 그래핀의 전사방법
KR20140032266A (ko) 그래핀의 제조 방법
Zhu et al. The study of spin‐valley coupling in atomically thin group VI transition metal dichalcogenides
KR101982156B1 (ko) 그래핀 전사 방법
KR101926488B1 (ko) 그래핀 필름의 제조 방법
Kumar et al. Multifunctional Three‐Dimensional T‐Junction Graphene Micro‐Wells: Energy‐Efficient, Plasma‐Enabled Growth and Instant Water‐Based Transfer for Flexible Device Applications
Coll et al. Flip chip lamination to electrically contact organic single crystals on flexible substrates

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: Gyeongnam Changwon City, South Korea

Applicant after: HANWHA TECHWIN Co.,Ltd.

Address before: Gyeongnam Changwon City, South Korea

Applicant before: Samsung Techwin Co.,Ltd.

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM:

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: SAMSUNG TAI KEWEI CO., LTD. TO: HANWHA TECHWIN CO., LTD.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Gyeongnam Changwon City, South Korea

Patentee after: HANWHA AEROSPACE Co.,Ltd.

Address before: Gyeongnam Changwon City, South Korea

Patentee before: HANWHA TECHWIN Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210219

Address after: Gloucestershire

Patentee after: Vosarun Ltd.

Address before: Gyeongnam Changwon City, South Korea

Patentee before: HANWHA AEROSPACE Co.,Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160406