CN103871946A - 基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架及方法 - Google Patents
基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103871946A CN103871946A CN201410010068.8A CN201410010068A CN103871946A CN 103871946 A CN103871946 A CN 103871946A CN 201410010068 A CN201410010068 A CN 201410010068A CN 103871946 A CN103871946 A CN 103871946A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- target substrate
- bracing frame
- small size
- large area
- 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
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
- H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
- H01L2221/68318—Auxiliary support including means facilitating the separation of a device or wafer from the auxiliary support
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架及方法,在金属基底的石墨烯薄膜表面涂覆一层粘合剂,烘烤;剥离金属基底;将石墨烯/粘合剂薄膜漂洗;将目标基底固定凹槽中;将石墨烯/粘合剂薄膜转移至目标基底将丙酮溶液注入凹槽隔断中,烘烤;去除粘合剂;将石墨烯漂洗,取走支撑架上的小尺寸基底,实现石墨烯薄膜的转移;采用上述方法转移的石墨烯能够具有较大的尺寸(厘米级),保持完整的结构特征,并且操作简单、方便,高效、省时,特别适合数量较多的小尺寸目标基底的石墨烯转移。
Description
技术领域
本发明涉及新型材料和半导体制备工艺技术领域,尤其涉及一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法。
背景技术
石墨烯作为典型的sp2杂化形成六角格子的单层片状结构的新材料,具有特殊的物理性质。石墨烯是一种更为新型二维晶体材料,从它被发现的短短不到十年的时间内,它独特物理化学性质已经吸引了世界众多科研工作者的注意。研究表明电子在石墨烯中传导速率为光速的1/300,单层石墨烯透过率高达97%,石墨烯这些优异的性质表明石墨烯是作为透明导电薄膜前驱体的理想材料。与目前作为透明导电薄膜的材料氧化铟锡(ITO)相比,石墨烯薄膜价格低廉,具有更好的力学强度、柔韧性、透光性、化学稳定性。随着纳米材料研究的深入,石墨烯的应用前景也不断的展现出来。最近,由石墨烯制成可饱和吸收器应用于光纤激光器,引起科技工作者的广泛关注。
能够将石墨烯无损伤、低成本的转移到光纤上是实现石墨烯在饱和吸收体方面潜在应用的前提条件。目前,将石墨烯薄膜转移到光纤目标基底时,主要是利用旋涂法将石墨烯溶液转移到目标基底上。但是采用这种方法将石墨烯转移到光纤目标基底上,石墨烯的尺寸较小(微米级),且光纤表面石墨烯涂覆不均匀,不能准确地控制石墨烯薄膜的层数,石墨烯的相关性能也不容易控制,同时采用该种方法,只能实现基于单根光纤的石墨烯转移。如需将石墨烯转移至数量较多的光纤表面时,需要反复操作,耗时耗力。
发明内容
针对上述现有技术,本发明提供一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法,该方法简单、高效、经济,能够将大面积石墨烯薄膜转移到小尺寸目标基底上,所转移的石墨烯薄膜能够保持完整的结构特征。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架,包括排列均匀的至少两个凹槽,所述凹槽和凹槽之间设有凹槽隔断。
所述支撑架采用不溶于丙酮的材料,优选石英、金属或刚玉。
所述凹槽与目标基底的形状配合。
所述凹槽的直径和目标基底配合。
一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法,步骤如下:
1)在金属基底的石墨烯薄膜表面涂覆一层粘合剂,烘烤;
2)将涂覆粘合剂的石墨烯薄膜放入腐蚀基底的腐蚀溶液中,金属基底层朝下,直到金属基底被完全腐蚀;
3)将腐蚀掉基底的石墨烯/粘合剂薄膜从腐蚀溶液中捞出来放入去离子水中漂洗,至腐蚀液被完全去除;
4)将光纤目标基底固定到支撑架的凹槽中;
5)将步骤3)得到的石墨烯/粘合剂薄膜转移至由支撑架支撑的光纤目标基底上,将丙酮溶液注入凹槽隔断中,烘烤;
6)将转移至光纤目标基底的石墨烯/粘合剂放入丙酮溶液中去除粘合剂;
7)将步骤6)得到的转移至由支撑架支撑的光纤目标基底上的石墨烯漂洗;
8)取走支撑架上的光纤目标基底,即实现石墨烯薄膜的转移。
优选地,粘合剂采用PMMA。
优选地,腐蚀溶液采用浓度为15-50g/ml的三氯化铁溶液。
步骤1)中,烘烤温度100-200℃,时间20-60min。
步骤5)中,烘烤温度100-200℃,时间20-60min。
步骤7)中,石墨烯依次分别在酒精溶液和去离子水中漂洗10~20分钟。
本发明的有益效果:
1由于采用特制的支撑架,可以实现数量较多的小尺寸目标基底的石墨烯薄膜大面积转移,操作简单,高效省时;
2由于采用特制的支撑架,转移后的石墨烯薄膜在小尺寸目标基底上具有良好的附着性,并且石墨烯薄膜能够保持完整的结构特征。
3由于采用特制的支撑架,转移后的石墨烯薄膜能保持厘米级的均匀性,并且石墨烯的层数及性能可控。
附图说明
图1为本发明中石墨烯转移示意图;
图2为本发明石墨烯转移的流程图;
图3为转移到光纤基底上石墨烯薄膜的拉曼图像。
其中,1.支撑架,2.凹槽,3.凹槽隔断,4.光纤目标基底,5.石墨烯薄膜。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1:
一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架1,包括排列均匀的至少两个凹槽2,所述凹槽2和凹槽2之间设有凹槽隔断3。
所述支撑架1采用不溶于丙酮的材料,优选石英、金属或刚玉。
所述凹槽2与目标基底的形状配合,为半圆形。
所述凹槽2的直径和目标基底配合。
如图1所示,光纤目标基底4由支撑架1固定,支撑架1包括排列均匀的几个半圆形凹槽2组成,所述凹槽2有凹槽隔断3间隔而成,石墨烯薄膜5均匀的覆盖在光纤目标基底4表面。所用凹槽2的形状和直径与光纤目标基底4配合,可以更好地固定光纤目标基底4,在石墨烯转移的过程中不发生滑动或滚动,避免形成的光纤表面石墨烯出现涂覆不均匀、褶皱等现象,从而更好的保证光纤表面石墨烯的质量;支撑架1采用不溶于丙酮的材料,主要是避免在用丙酮去除PMMA涂层时破坏支撑架,进而影响形成的光纤表面石墨烯质量;基于小尺寸目标基底的石墨烯实现大面积转移时,如需将石墨烯转移至数量较多的光纤表面时,本发明中支撑架1的作用更加明显有效,不需要反复操作,节省了大量人力物力,降低成本;由于凹槽2能够将光纤目标基底4固定,形成的光纤表面石墨烯整齐均匀,保证了石墨烯的相关性能,而且能够准确地控制石墨烯薄膜的层数。
一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法,如图2所示,步骤如下:
1)在金属基底的石墨烯薄膜表面涂覆一层PMMA,置于加热板上烘干,加热板温度为120℃,时间为30min;
2)将涂覆PMMA的金属基底石墨烯薄膜放入浓度为20g/ml的三氯化铁溶液中,金属基底层朝下,PMMA层朝上,直到金属基底被完全腐蚀;
3)将石墨烯/PMMA薄膜放入去离子水中进行漂洗,至腐蚀液被完全去除;
4)将单根直径125μm的裸光纤放入凹槽2中,固定到支撑架1上;
5)将步骤3)得到的石墨烯/PMMA薄膜转移至由支撑架1支撑的光纤目标基底4上,利用注射器将丙酮溶液沿直线注射到凹槽隔断区域3,然后在120℃的条件下烘干30min,使得凹槽隔断3位置的石墨烯失去PMMA的支撑保护,使得光纤目标基底4间的石墨烯分裂,同时保持光纤目标基底4上的石墨烯具有很好的附着性;
6)将转移至光纤目标基底4的石墨烯/PMMA放入丙酮溶液中,至PMMA涂层被完全去除;
7)将步骤6)得到的转移至由支撑架1支撑的光纤目标基底4上的石墨烯5,放入酒精溶液中,漂洗20min,然后放入去离子水中,漂洗20min;
8)将光纤目标基底4从支撑架1上取下后,即实现石墨烯薄膜5的转移。
本发明实施例转移到光纤基底上石墨烯薄膜的拉曼图像,如图3所示,可以看出:存在石墨烯的特征峰G峰和2D峰,并且D峰相对较弱,表面转移后的石墨烯薄膜保持完整的结构特征,具有较高的质量。
实施例2:
一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法,如图2所示,步骤如下:
1)在金属基底的石墨烯薄膜表面涂覆一层PMMA,置于加热板上烘干,加热板温度为150℃,时间为50min;
2)将涂覆PMMA的金属基底石墨烯薄膜放入浓度为40g/ml的三氯化铁溶液中,金属基底层朝下,PMMA层朝上,直到金属基底被完全腐蚀;
3)将石墨烯/PMMA薄膜放入去离子水中进行漂洗,至腐蚀液被完全去除;
4)将多根直径125μm的裸光纤放入凹槽2中,固定到支撑架1上;
5)将步骤3)得到的石墨烯/PMMA薄膜转移至由支撑架1支撑的光纤目标基底4上,利用注射器将丙酮溶液沿直线注射到凹槽隔断区域3,然后在150℃的条件下烘干50min,使得凹槽隔断3位置的石墨烯失去PMMA的支撑保护,使得小尺寸目标基底4间的石墨烯分裂,同时保持光纤目标基底4上的石墨烯具有很好的附着性;
6)将转移至光纤目标基底4的石墨烯/PMMA放入丙酮溶液中,至PMMA涂层被完全去除;
7)将步骤6)得到的转移至由支撑架1支撑的光纤目标基底4上的石墨烯5,放入酒精溶液中,漂洗40min,然后放入去离子水中,漂洗40min;
8)将光纤目标基底4从支撑架1上取下后,即实现石墨烯薄膜5的转移。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架,其特征是,包括排列均匀的至少两个凹槽,所述凹槽和凹槽之间设有凹槽隔断。
2.如权利要求1所述的一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架,其特征是,所述支撑架的材料为石英、金属或刚玉。
3.如权利要求1所述的一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架,其特征是,所述凹槽与目标基底的形状配合。
4.如权利要求1所述的一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架,其特征是,所述凹槽的直径和目标基底配合。
5.一种利用支撑架的基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法,其特征是,步骤如下:
1)在金属基底的石墨烯薄膜表面涂覆一层粘合剂,烘烤;
2)将涂覆粘合剂的石墨烯薄膜放入腐蚀基底的腐蚀溶液中,金属基底层朝下,直到金属基底被完全腐蚀;
3)将腐蚀掉基底的石墨烯/粘合剂薄膜从腐蚀溶液中捞出来放入去离子水中漂洗,至腐蚀液被完全去除;
4)将光纤目标基底固定到支撑架的凹槽中;
5)将步骤3)得到的石墨烯/粘合剂薄膜转移至由支撑架支撑的光纤目标基底上,将丙酮溶液注入凹槽隔断中,烘烤;
6)将转移至光纤目标基底的石墨烯/粘合剂放入丙酮溶液中去除粘合剂;
7)将步骤6)得到的转移至由支撑架支撑的光纤目标基底上的石墨烯漂洗;
8)取走支撑架上的光纤目标基底,即实现石墨烯薄膜的转移。
6.如权利要求5所述的一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法,其特征是,粘合剂为PMMA。
7.如权利要求5所述的一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法,其特征是,腐蚀溶液优选浓度为15-50g/ml的三氯化铁溶液。
8.如权利要求5所述的一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法,其特征是,步骤1)中,烘烤温度100-200℃,时间20-60min。
9.如权利要求5所述的一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法,其特征是,步骤5)中,烘烤温度100-200℃,时间20-60min。
10.如权利要求5所述的一种基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移方法,其特征是,步骤7)中,石墨烯依次分别在酒精溶液和去离子水中漂洗10~20分钟。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410010068.8A CN103871946B (zh) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | 基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410010068.8A CN103871946B (zh) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | 基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103871946A true CN103871946A (zh) | 2014-06-18 |
CN103871946B CN103871946B (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=50910351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410010068.8A Expired - Fee Related CN103871946B (zh) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | 基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103871946B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104836103A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-08-12 | 苏州大学 | 一种制备基于黑磷的可饱和吸收体器件的方法 |
CN107887319A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-06 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种绝缘体上石墨烯的制备方法 |
CN113504588A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-15 | 西安工业大学 | 兼容电磁屏蔽红外增透薄膜器件的制备方法 |
CN113858716A (zh) * | 2021-10-28 | 2021-12-31 | 松山湖材料实验室 | 一种制作转角叠层膜、石墨烯的方法和装置及其应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1564040A (zh) * | 2004-04-05 | 2005-01-12 | 武汉海博光技术有限公司 | 光纤阵列组件中光纤排放方法及其设备 |
JP2009091174A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Univ Of Fukui | グラフェンシートの製造方法 |
CN102545008A (zh) * | 2012-03-02 | 2012-07-04 | 山东师范大学 | 一种基于大尺寸石墨烯的饱和吸收镜的制备方法 |
CN103377876A (zh) * | 2012-04-25 | 2013-10-30 | 清华大学 | 外延结构体的制备方法 |
CN103460364A (zh) * | 2011-04-13 | 2013-12-18 | 英派尔科技开发有限公司 | 使石墨烯顺应目标基板 |
-
2014
- 2014-01-09 CN CN201410010068.8A patent/CN103871946B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1564040A (zh) * | 2004-04-05 | 2005-01-12 | 武汉海博光技术有限公司 | 光纤阵列组件中光纤排放方法及其设备 |
JP2009091174A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Univ Of Fukui | グラフェンシートの製造方法 |
CN103460364A (zh) * | 2011-04-13 | 2013-12-18 | 英派尔科技开发有限公司 | 使石墨烯顺应目标基板 |
CN102545008A (zh) * | 2012-03-02 | 2012-07-04 | 山东师范大学 | 一种基于大尺寸石墨烯的饱和吸收镜的制备方法 |
CN103377876A (zh) * | 2012-04-25 | 2013-10-30 | 清华大学 | 外延结构体的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ATUL KULKARNI等: "A Novel Method for Large Area Graphene Transfer on the Polymer Optical Fiber", 《JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104836103A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-08-12 | 苏州大学 | 一种制备基于黑磷的可饱和吸收体器件的方法 |
CN104836103B (zh) * | 2015-04-14 | 2017-10-27 | 苏州大学 | 一种制备基于黑磷的可饱和吸收体器件的方法 |
CN107887319A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-06 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种绝缘体上石墨烯的制备方法 |
CN113504588A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-15 | 西安工业大学 | 兼容电磁屏蔽红外增透薄膜器件的制备方法 |
CN113858716A (zh) * | 2021-10-28 | 2021-12-31 | 松山湖材料实验室 | 一种制作转角叠层膜、石墨烯的方法和装置及其应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103871946B (zh) | 2016-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102592973B (zh) | 一种大面积石墨烯的转移方法 | |
CN103456900B (zh) | 柔性显示装置的制造方法 | |
CN103922327B (zh) | 一种大面积无损转移石墨烯薄膜的方法 | |
CN104451592B (zh) | 一种将石墨烯从金属表面向目标衬底表面无损转移的方法 | |
CN103871946A (zh) | 基于小尺寸目标基底的大面积石墨烯转移支撑架及方法 | |
CN102337513B (zh) | 石墨烯透明导电薄膜的制备方法 | |
CN102351175A (zh) | 化学气相沉积法制备石墨烯的高质量转移方法 | |
CN103531304B (zh) | 一种快速制备大面积碳纳米管柔性透明导电薄膜及提高其导电性的方法 | |
CN102592964B (zh) | 一种石墨烯薄膜的衬底转移方法 | |
CN102543270B (zh) | 基于石墨烯的复合膜及其制备方法、导电电极及其制备方法 | |
CN104150476A (zh) | 化学气相沉积法制备石墨烯的无损伤转移方法 | |
CN102637584A (zh) | 一种图形化石墨烯的转移制备方法 | |
CN105752965B (zh) | Cvd方法制备石墨烯中直接形成多层石墨烯薄膜的刻蚀方法 | |
CN103318879A (zh) | 基于转移薄膜的石墨烯制备方法 | |
CN104495821A (zh) | 一种单层连续石墨烯薄膜卷材的制备方法及装置 | |
CN109300774B (zh) | 一种微米级含有金属电极的石墨烯层的加工和转移的方法 | |
CN104803372B (zh) | 石墨烯薄膜及其制法和用途 | |
CN104556005B (zh) | 一种转移石墨烯薄膜的方法 | |
CN104192832A (zh) | 一种转移石墨烯的方法及由该方法得到的石墨烯薄膜 | |
CN106904605A (zh) | 一种基于升华法的转移石墨烯的方法 | |
CN104860307B (zh) | 一种石墨烯薄膜无损转移方法 | |
JP2008537643A5 (zh) | ||
CN102602916A (zh) | 一种大面积石墨烯薄膜的异地应用方法 | |
CN104609398A (zh) | 一种双层连续石墨烯薄膜卷材的制备方法 | |
CN204412556U (zh) | 一种涂布装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160817 Termination date: 20190109 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |