CN104803370A - 一种石墨烯转移与掺杂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯转移与掺杂方法，其包括：在基底上涂布带有掺杂质的胶层；在衬底上生长石墨烯层；将带有石墨烯层的衬底与涂布有掺杂质的胶层的基底贴合；固化后去除衬底。本发明的石墨烯转移后结构更加完整，方阻更低，与掺杂同时进行，不需要额外进行掺杂，节省时间成本；适合作为大面积透明导电膜的应用；大面积石墨烯掺杂分布更均匀且稳定性好；掺杂质处于目标基底与石墨烯中间，不易脱落，在热和潮湿环境下也能长期保持稳定性能。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯领域，尤其涉及一种石墨烯转移与掺杂方法。
背景技术
碳原子呈六角形网状键合的材料石墨烯具有很多出色的电特性与机械特性，有望用于高速晶体管、触摸面板、太阳能电池用透明导电膜等。自从2004年被发现后，石墨烯一直以来是前沿研究热点。在其所有的潜在应用中，透明导电膜是最接近实用化的的应用例，能作为目前普遍使用的ITO的替代材料，用于触摸面板、柔性液晶面板及有机发光二极管等。透明导电膜这一用途备受期待的原因在于，石墨烯具备较高的载流子迁移率且厚度较薄，透明性较高。不仅是可见光，石墨烯还可透过大部分红外线，这一性质目前已为人所知。因此，对于还希望利用红外线来发电的太阳能电池而言，石墨烯有望成为划时代的透明导电膜。与不适于弯曲的ITO相比，还具备柔性较高的优势。
然而，石墨烯作为透明导电膜应用目前还存在一些问题。例如，如何能获得大面积质量完好的石墨烯材料以及把石墨烯无缺陷转移到需要的材料上。此外，石墨烯属零带隙半导体，还需对其带隙进行调控，获得满意的载流子浓度与载流子极性。目前，石墨烯的生长方法包括胶带剥离法、化学剥离法、碳化硅外延生长法和化学气相沉积方法。其中，化学气相沉积法由于可以大面积Cu、Ni各Co等金属衬底上生长，且其结构完整，易于转移，是目前制备石墨烯薄膜最常用的方法，被广泛应用于制备石墨烯透明导电薄膜。石墨烯转移技术是将石墨烯从生长衬底转移到所需基底上的方法，要求在转移过程中，石墨烯结构完整，工艺简单，稳定性与重复性好。目前，石墨烯的转移方法包括PMMA转移、热释胶带转移、电化学剥离转移等方法。
石墨烯的电性能调控主要通过掺杂，使得石墨烯与掺杂质之间电荷迁移，从而改变其费米能级分布，从而有效改变其电性能。石墨烯的掺杂包括替位式掺杂与吸附式掺杂。例如，在生长石墨烯的过程中，通往少量的NH3气体，在石墨烯生长时，N取代部分C原子，使石墨烯电子分布发生改变。这种替位式掺杂虽然改变了其电子分布状态，但也破坏了石墨烯的结构，因而其机械性能等均会改变。此外，通过浸泡，蒸镀等方式，使掺杂质（电子给体或电子受体）吸附到石墨烯表面，也可成功的改善石墨烯电性能。然而，由于这种掺杂方式中，掺杂质吸附在石墨烯表面，在热或潮湿环境易挥发或脱落，因而掺杂效果不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯转移与掺杂方法，其可实现石墨烯的均匀掺杂和大面积转移。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种石墨烯转移与掺杂方法，包括：在基底上涂布带有掺杂质的胶层；在衬底上生长石墨烯层；将带有石墨烯层的衬底与涂布有掺杂质的胶层的基底贴合；固化后去除衬底。
优选的，所述步骤在基底上涂布带有掺杂质的胶层包括：将掺杂质和胶按照重量比为1:10～1:30的比例混合；在室温条件下超声20～30min使掺杂质和胶充分溶解；在基底上涂布5～50μm厚度的溶解后的液体；将基底在500～1000w的紫外光下辐照约1～3min固化处理。
优选的，所述胶包括黏度调节剂、光固化剂以及粘合剂，所述热熔性粘合剂为烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯。
优选的，所述胶为UV胶、UV压敏胶或UV热溶胶。
优选的，所述步骤去除衬底包括将基底放入FeCl3溶液中浸泡，腐蚀后去除衬底。
优选的，所述方法在去除衬底后进一步包括步骤：将基底放置在去离子水中浸泡20～30min后，再进行烘烤。
优选的，在去除衬底后还包括步骤在石墨烯层上生成掺杂层。
优选的，所述掺杂层的制备为：配置掺杂液；将掺杂液雾化后，将基底放入掺杂液中；从掺杂液中取出基底进行固化处理。
优选的，所述配置掺杂液为：取粉末状FeCl3或AuCl3溶解于无水乙醇、甲醇、异丙醇或丙酮中。
本发明的技术方案的有益效果包括：石墨烯转移后结构更加完整，方阻更低，与掺杂同时进行，不需要额外进行掺杂，节省时间成本；适合作为大面积透明导电膜的应用；大面积石墨烯掺杂分布更均匀且稳定性好；掺杂质处于目标基底与石墨烯中间，不易脱落，在热和潮湿环境下也能长期保持稳定性能。
附图说明
图1为本发明石墨烯转移与掺杂方法的加工过程示意图；
图2为本发明石墨烯转移与掺杂方法实施例二的加工过程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1中1a～1d所示，本发明公开了一种石墨烯转移与掺杂方法，其包括：在基底1上涂布带有掺杂质的胶层2；在衬底3上生长石墨烯层4；将带有石墨烯层4的衬底3与涂布有掺杂质的胶层2的基底1贴合；固化后去除衬底4。
实施例一：
本实施例中，所述步骤在基底上涂布带有掺杂质的胶层包括：将掺杂质和胶按照重量比为1:10的比例混合；在室温条件下超声20min使掺杂质和胶充分溶解；在基底上涂布25μm厚度的溶解后的液体；然后带有石墨烯层4的衬底3与胶贴合，将基底在500w的紫外光下辐照约3min固化处理。其中，所述胶为黏度调节剂、光固化剂以及热熔性粘合剂混合物，所述热熔性粘合剂为烯酸羟乙酯，所述步骤去除衬底包括将基底放入FeCl3溶液中浸泡、腐蚀然后将基底放置在去离子水中浸泡20min后，再进行烘烤去除衬底。
实施例二：
如图2中的2a～2e所示，与实施例一不同的是，本实施例中，在去除衬底4后还包括步骤在石墨烯层3上生成另一掺杂层5。具体的，另一掺杂层5的制备为：配置掺杂液；将基底放入密闭容器，然后将掺杂液雾化后，通入密闭容器，使掺杂液在石墨烯上沉积；取出基底进行固化掺杂处理。其中，所述配置掺杂液为：取1g粉末状FeCl3溶解于200ml的无水乙醇中配置得到掺杂液；将掺杂液放入雾化器进行雾化，雾化后的掺杂液通入至密闭容器10min；将基底置于密闭容器中，同时继续通入雾化后的掺杂液30min，使掺杂液铺满基底表面；将基底进行热烘10min进行固化处理。
实施例三：
与实施例一不同的是，本实施例中，所述步骤在基底上涂布带有掺杂质的胶层包括：将掺杂质和胶按照重量比为1:30的比例混合；在室温条件下超声30min使掺杂质和胶充分溶解；在基底上涂布50μm厚度的溶解后的液体；然后带有石墨烯层4的衬底4与胶贴合，将基底在1000w的紫外光下辐照约1min固化处理。其中，所述胶包括黏度调节剂、光固化剂以及热熔性粘合剂，所述热熔性粘合剂为丙烯酸羟丙酯，所述步骤去除衬底包括将基底放入FeCl3溶液中浸泡、腐蚀然后将基底放置在去离子水中浸泡30min后，再进行烘烤去除衬底。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种石墨烯转移与掺杂方法，其特征在于，包括：
在基底上涂布带有掺杂质的胶层；
在衬底上生长石墨烯层；
将带有石墨烯层的衬底与涂布有掺杂质的胶层的基底贴合；
固化后去除衬底。
2.根据权利要求1的石墨烯转移与掺杂方法，其特征在于：所述步骤在基底上涂布带有掺杂质的胶层包括：
将掺杂质和胶按照重量比为1:10～1:30的比例混合；
在室温条件下超声20～30min使掺杂质和胶充分溶解；
在基底上涂布5～50μm厚度的溶解后的胶体；
将基底在500～1000w的紫外光下辐照约1～3min固化处理。
3.根据权利要求2的石墨烯转移与掺杂方法，其特征在于：所述胶包括黏度调节剂、光固化剂以及粘合剂，所述粘合剂为烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯。
4.根据权利要求2的石墨烯转移与掺杂方法，其特征在于：所述胶为UV胶、UV压敏胶或UV热溶胶。
5.根据权利要求1的石墨烯转移与掺杂方法，其特征在于：所述步骤去除衬底包括将基底放入FeCl3溶液中浸泡，腐蚀后去除衬底。
6.根据权利要求1的石墨烯转移与掺杂方法，其特征在于：所述方法在去除衬底后进一步包括步骤：将基底放置在去离子水中浸泡20～30min后，再进行烘烤。
7.根据权利要求1的石墨烯转移与掺杂方法，其特征在于：在去除衬底后还包括步骤在石墨烯层上生成掺杂层。
8.根据权利要求7的石墨烯转移与掺杂方法，其特征在于：所述掺杂层的制备为：
配置掺杂液；
将带有石墨烯的基底放入密闭容器中，将掺杂液雾化后通入到密闭容器，使掺杂质溶质沉积于石墨烯表面；
取出石墨烯基底进行固化处理。
9.根据权利要求8所述的石墨烯转移与掺杂方法，其特征在于:所述配置掺杂液为：取粉末状FeCl3或AuCl3溶解于无水乙醇、甲醇、异丙醇或丙酮中。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106145098A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-23 | 无锡格菲电子薄膜科技有限公司 | 一种以胶膜为媒介转移石墨烯的方法 |
| CN107673327A (zh) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 福建新峰二维材料科技有限公司 | 一种石墨烯转移与掺杂方法 |
| CN108101027A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-01 | 重庆墨希科技有限公司 | 大面积cvd石墨烯掺杂转移方法 |
| CN110165366A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-08-23 | 浙江大学 | 一种热转印的石墨烯天线及其制备方法和应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013032233A2 (ko) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 전자부품연구원 | 도핑된 폴리머층을 포함하는 그래핀 기반 적층체 |
| CN103282306A (zh) * | 2011-01-05 | 2013-09-04 | 索尼公司 | 转移石墨烯膜的方法和制造透明导电膜的方法 |
| CN103318879A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-25 | 重庆墨希科技有限公司 | 基于转移薄膜的石墨烯制备方法 |
| CN103400632A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-11-20 | 常州二维碳素科技有限公司 | 一种石墨烯掺杂材料、制备方法及其应用 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103282306A (zh) * | 2011-01-05 | 2013-09-04 | 索尼公司 | 转移石墨烯膜的方法和制造透明导电膜的方法 |
| WO2013032233A2 (ko) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 전자부품연구원 | 도핑된 폴리머층을 포함하는 그래핀 기반 적층체 |
| CN103318879A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-25 | 重庆墨希科技有限公司 | 基于转移薄膜的石墨烯制备方法 |
| CN103400632A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-11-20 | 常州二维碳素科技有限公司 | 一种石墨烯掺杂材料、制备方法及其应用 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106145098A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-23 | 无锡格菲电子薄膜科技有限公司 | 一种以胶膜为媒介转移石墨烯的方法 |
| CN107673327A (zh) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 福建新峰二维材料科技有限公司 | 一种石墨烯转移与掺杂方法 |
| CN108101027A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-01 | 重庆墨希科技有限公司 | 大面积cvd石墨烯掺杂转移方法 |
| CN108101027B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-01-31 | 重庆墨希科技有限公司 | 大面积cvd石墨烯掺杂转移方法 |
| CN110165366A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-08-23 | 浙江大学 | 一种热转印的石墨烯天线及其制备方法和应用 |
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