TW201502497A - 用於標記及檢測石墨烯層之缺陷的方法及系統 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關可用於標記及識別石墨烯層之一或多個缺陷的螢光團或其他指示劑，其附著於該石墨烯層之一或多個缺陷而非其他區域。一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材可與該螢光團接觸，因此該螢光團選擇性地與該一或多個缺陷露出之下伏基材之表面之一或多個區域結合。可藉由將該基材暴露於輻射而識別該一或多個缺陷。該螢光團由於該輻射而檢測到的螢光反應可識別該一或多個缺陷。

Description

用於標記及檢測石墨烯層之缺陷的方法及系統
石墨烯是一種通常包括一個原子厚度的鍵結碳原子層的材料。該些碳原子以正六邊形圖案排列。石墨烯具有相當高的導電性及機械強度。石墨烯係藉由在過渡金屬基材上成長碳原子及隨後轉移至一最終基材(例如，二氧化矽)而形成。
在一具體實施例中，標記一石墨烯層之一或多個缺陷之方法可包含提供一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材；以及以一指示劑接觸該基材，該指示劑選擇性地與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，以標記該一或多個缺陷。
在一具體實施例中，用於標記石墨烯層之一或多個缺陷之系統可包含一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材；以及一含有一指示劑溶液之第一儲槽，該指示劑溶液選擇性地與一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合以標記該一或多個缺陷，並配置成以該螢光團溶液接觸該基材。
在一具體實施例中，石墨烯層之一或多個缺陷之檢查方法可包含提供一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材；以一螢光團接觸該基材，該螢光團選擇性地與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，以標記該一或多個缺陷；將該基材暴露於輻射，以有效地自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應；以及偵測該螢光團之螢光反應，其中檢測到的螢光反應識別 該一或多個缺陷，而不存在該螢光反應表示不存在該一或多個缺陷。
在一具體實施例中，用於檢查石墨烯層之一或多個缺陷之系統可包含一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材；一含有一螢光團溶液之第一儲槽，該螢光團溶液選擇性地與一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，並配置成以該螢光團溶液接觸該基材；一輻射源，配置成照射該基材，以自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應；以及一檢測器，配置成偵測該螢光團之螢光反應，其中檢測到的螢光反應識別該一或多個缺陷，而不存在該螢光反應表示不存在該一或多個缺陷。
在一具體實施例中，用於標記基材表面上之石墨烯層之一或多個缺陷之套組可包含一螢光團，其選擇性地與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，以標記該一或多個缺陷；以及一組說明，其包含以該螢光團溶液接觸該基材。
在一具體實施例中，標記樣本可包含一具有一表面至少部分地以石墨烯層覆蓋之基材；以及一位於該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團，以標記該一或多個缺陷。
在一具體實施例中，預處理樣本可包含一具有一表面至少部分地以石墨烯層覆蓋之基材；以及一位於該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之胺基矽烷，以預處理該表面之一或多個區域，用於與螢光團結合。
10‧‧‧二氧化矽基材
12‧‧‧石墨烯層
14‧‧‧缺陷
15‧‧‧露出區域
18‧‧‧矽烷螢光團
20‧‧‧二氧化矽基材
22‧‧‧石墨烯層
24‧‧‧缺陷
25‧‧‧露出區域
26‧‧‧胺基矽烷
28‧‧‧胺基芘衍生螢光團
29‧‧‧矽烷螢光團
第一圖係說明依據本發明之具體實施例之矽烷螢光團標記石墨烯層之缺陷露出之基材表面；第二圖係說明依據本發明之具體實施例之胺基芘衍生螢光團標記石墨烯層之缺陷露出之基材表面。
第三圖係說明依據本發明之具體實施例之方法檢查石墨烯層之一或多個缺陷之流程圖。
本發明未侷限於所述之特定方法、系統及套組，因其可能改 變。本說明書所使用之術語之目的僅在於說明特定的說法或具體實施例，且未旨在侷限其範疇。
本發明係揭示利用螢光團標記及識別基材表面上之石墨烯層之一或多個缺陷之方法、系統及套組。該螢光團可藉由結合至該石墨烯層之一或多個缺陷露出之下伏基材表面之一或多個區域以附著於該一或多個缺陷。可藉由將該基材暴露於輻射及檢測該螢光團由於該輻射之螢光反應而識別該一或多個缺陷。檢測到的螢光反應可識別該石墨烯層之一或多個缺陷之存在。相反地，不存在螢光反應可表示該石墨烯層不存在一或多個缺陷。
標記及識別石墨烯層之缺陷的方法
在一具體實施例中，一種標記石墨烯層之一或多個缺陷的方法可包括提供一基材，該基材上具有該石墨烯層。在一些情況中，該標記方法可作為一種品質控制測試，以評估一石墨烯層之缺陷是否存在。該標記可利用一指示劑(例如，一螢光團)標示該一或多個缺陷之位置，其可藉由觀察該螢光團對於輻射之螢光反應而檢測。其他指示劑可為染料、放射性同位素或量子點。該石墨烯層可至少部分地覆蓋該基材表面，且該下伏基材表面之一或多個區域可具有一或多個缺陷露出。該一或多個缺陷可包括，在該石墨烯層生產及處理期間，該石墨烯層形成的裂縫或空隙。該方法可進一步包括以一螢光團接觸該基材，該螢光團選擇性地與該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，以標記該一或多個缺陷。在一具體實施例中，於該螢光團接觸該基材之後，可以一沖洗液接觸該基材，以自該石墨烯層移除任何未附著之螢光團。欲識別該螢光團標記之缺陷，該方法可進一步包括將該基材暴露於輻射，以有效地自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應，並偵測該螢光團之螢光反應。檢測到的螢光反應可識別該一或多個缺陷，而不存在該螢光反應可表示該石墨烯層不存在該一或多個缺陷。
在一具體實施例中，該基材可為無機極性基材。由於該基材為極性基材，該基材可具有偶極基團(例如，羥基)吸附於表面。在一具體實施例中，該基材可選自於玻璃、石英、二氧化矽、表面氧化矽、過渡金屬 氧化物、表面氧化過渡金屬、氧化鋁，及其結合物。
在一具體實施例中，該螢光團可為矽烷螢光團，如式I所示：C16H9-N=CH-(CH2) X -CH=N-(CH2) W -SiV (3-Z) [O(CH2) Y CH3] Z ------(I)
其中V為-H或-(CH2)UCH3、U為0至2之整數、W為0至3之整數、X為0至3之整數、Y為0至2之整數，及Z為1至3之整數。在一具體實施例中，該矽烷螢光團可為C16H9-N=CH-(CH2)3-CH=N-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3。在一具體實施例中，該矽烷螢光團可藉由以胺基芘C16H9-NH2接觸二醛CHO-(CH2)X-CHO而形成，以產生胺基芘衍生螢光團C16H9-N=CH-(CH2)X-CHO，以及以胺基矽烷NH2-(CH2)W-SiV(3-Z)[O(CH2)YCH3]Z接觸該胺基芘衍生螢光團，以產生該矽烷螢光團。該二醛可選自於乙二醛CHO-CHO、丙二醛CHO-CH2-CHO、丁二醛CHO-(CH2)2-CHO、戊二醛CHO-(CH2)3-CHO，及其結合物。該胺基矽烷可選自於胺基三乙氧基矽烷NH2-Si[O(CH2)CH3]3、胺基乙基三乙氧基矽烷NH-(CH2)2-Si[O(CH2)CH3]3、胺基丙基三乙氧基矽烷NH-(CH2)3-Si[O(CH2)CH3]3、胺基乙基三甲氧基矽烷NH-(CH2)2-Si[OCH3]3、胺基丙基三甲氧基矽烷NH-(CH2)3-Si[OCH3]3、胺基丙基甲基二乙氧基矽烷NH-(CH2)3-Si(CH3)[OCH3]2，及其結合物。在一具體實施例中，該二醛可為戊二醛CHO-(CH2)3-CHO、該胺基芘衍生螢光團可為C16H9-N=CH-(CH2)3-CHO，以及該胺基矽烷可為胺基丙基三乙氧基矽烷NH2-(CH2)3-Si[O(CH2)CH3]3，如下列之示例性反應圖(A)及(B)所示。
第一圖係說明本發明之具體實施例所述之矽烷螢光團18與二氧化矽基材10之結合。該基材10之表面上可具有石墨烯層12。該石墨烯層之缺陷14可於該下伏基材10之表面露出一區域15。由於該二氧化矽 基材為極性，其可具有偶極基團(例如，如羥基(未顯示))吸附於表面。不因理論而有侷限，該矽烷螢光團18可優先地與該表面之露出區域15結合而非該石墨烯層12，係因該矽烷螢光團18存在一胺基矽烷部分。與該胺基矽烷部分之矽原子連接的烷氧基可與吸附於該基材10表面之羥基(未顯示)反應，以使該矽烷螢光團18化學結合至該表面之露出區域15。舉例而言，如第一圖所示，該矽烷螢光團18可為C16H9-N=CH-(CH2)3-CH=N-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3，其中胺基矽烷部分具有乙氧基。該乙氧基可與吸附於該基材10表面的羥基反應，以使該矽烷螢光團18經由氧原子結合至該表面之露出區域15，而產生副產物乙醇(未顯示)。據此，該螢光團18可附著於該露出區域15，而非該石墨烯層12，以標記該石墨烯層12之缺陷14，並且自該基材10瀝濾(leaching)的可能性降低。
在一具體實施例中，該螢光團可為胺基芘衍生螢光團，如式II所示：C16H9-N=CH-(CH2)X-CHO------(II)。
若該螢光團為胺基芘衍生螢光團，則該石墨烯層之一或多個缺陷露出之基材表面之一或多個區域之至少一者可包括胺基矽烷，其具有式III：NH2-(CH2)W-SiV(3-Z)[O(CH2)YCH3]Z------(III)，其中V為-H或-(CH2)UCH3、U為0至2之整數、W為0至3之整數、X為0至3之整數、Y為0至2之整數，及Z為1至3之整數。在一具體實施例中，該胺基芘衍生螢光團可為C16H9-N=CH-(CH2)3-CHO，且該胺基矽烷可為胺基丙基三乙氧基矽烷(aminopropyltriethoxy silane，APTES)NH2-(CH2)3-Si[OCH2CH3]3。如本發明所揭示，該胺基矽烷可優先地與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之基材表面之一或多個區域結合，係因偶極基團(例如，羥基)吸附於該基材表面。在一具體實施例中，該基材可與該胺基矽烷接觸，以使該胺基矽烷與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之下伏基材表面之一或多個區域之至少一者連接。於該基材與該螢光團接觸之前，該胺基矽烷可先與該基材接觸。該胺基芘衍生螢光團可隨即與連接至該基材之該胺基矽烷反應，以形成一化學結合至該基材之所得矽烷螢光團。據此，應理解的是，該胺基矽烷可化學耦合該胺基芘衍生螢光團與該基材。在一 具體實施例中，可藉由接觸二醛CHO-(CH2)X-CHO與胺基芘C16H9-NH2而形成該胺基芘衍生螢光團。該二醛可選自於乙二醛CHO-CHO、丙二醛CHO-CH2-CHO、丁二醛CHO-(CH2)2-CHO、戊二醛CHO-(CH2)3-CHO，及其結合物。在一具體實施例中，該二醛可為戊二醛CHO-(CH2)3-CHO，並可與胺基芘C16H9-NH2反應，以形成胺基芘衍生螢光團C16H9-N=CH-(CH2)3-CHO，如前面之反應圖(A)所示。該胺基芘衍生螢光團可隨即與連接至該基材之該胺基矽烷反應，如前面之反應圖(B)所示。
第二圖係說明本發明之具體實施例所述之胺基芘衍生螢光團28與二氧化矽基材20之結合。該基材20之表面上可具有石墨烯層22。該石墨烯層22之缺陷24可於該下伏基材20表面露出一區域25。該露出區域25可具有胺基矽烷26與其連接，導致該胺基衍生螢光團28與該缺陷24之露出區域25優先地結合。如本發明所揭示，經由該胺基矽烷26之烷氧基與吸附於該基材20表面之該露出區域25之羥基(未顯示)之間的反應，該胺基矽烷可與該表面之露出區域25結合。經由該胺基矽烷之胺基(-NH2)與該胺基芘衍生螢光團28之醛基(-CHO)之間的反應，該胺基芘衍生螢光團28可隨即結合至該胺基矽烷26，以產生所得矽烷螢光團29。如第二圖所示，胺基衍生之矽烷螢光團C16H9-N=CHO可化學結合至該缺陷24露出之該基材20表面25之胺基丙基三乙氧基矽烷(APTES)NH2-(CH2)3-Si[OCH2CH3]3，以產生矽烷螢光團C16H9-N=CH-(CH2)3-CH=N-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3。據此，經由該胺基矽烷26，該胺基芘衍生螢光團28可化學耦合至該露出區域25而非該石墨烯層22，以標記該石墨烯層22之缺陷24，並且自該基材20瀝濾的可能性降低。
在一具體實施例中，該基材與該螢光團之接觸可包括將該基材浸泡於該螢光團溶液、於該基材上提供該螢光團溶液，或其組合。該螢光團溶液可包括分散於載體(例如，甲苯、氯仿、或其結合物)之螢光團。於該基材上提供該螢光團溶液可包括於該基材上噴灑或流過該溶液。該基材與該螢光團之接觸可於適當溫度下(例如，室溫)進行約1至約10分鐘，或足以使該螢光團化學結合於該基材之任何長度的時間。舉例而言，該基材可浸泡於該螢光團溶液並靜置約1至約10秒。或者，該螢光團溶液可於該 基材上連續地噴灑或流過約1至約10秒。若該螢光團為矽烷螢光團，則該螢光團溶液之濃度可為約1μM至約1mM，或有效地化學結合該矽烷螢光團與該基材之任何濃度。若該螢光團為胺基芘衍生螢光團，則該螢光團溶液之濃度可為約1μM至約1mM，或有效地使該胺基芘衍生螢光團與該基材上之胺基矽烷進行化學結合之任何濃度。
若該螢光團為胺基芘衍生螢光團，於該基材與該胺基芘衍生螢光團接觸之前，該基材可與胺基矽烷溶液接觸，以使該胺基矽烷與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之基材表面之一或多個區域結合。該胺基矽烷溶液可包括溶於水/乙醇、水/丙酮、或水/異丙醇、或其結合物之胺基矽烷。該胺基矽烷溶液之濃度可為約0.5至約3.0，或有效地使該胺基矽烷與該基材進行化學結合之任何濃度。依據本發明之具體實施例，該胺基矽烷可使該胺基芘衍生螢光團與該基材進行化學耦合。該基材與該胺基矽烷之接觸可包括將該基材浸泡於該胺基矽烷溶液、於該基材上提供該胺基矽烷溶液，或其組合。於該基材上提供該胺基矽烷溶液可包括於該基材上噴灑或流過該溶液。該基材與該胺基矽烷之接觸可於室溫下進行約1至約10分鐘。舉例而言，該基材可浸泡於該胺基矽烷溶液並靜置約1至約10分鐘。或者，該胺基矽烷溶液可於該基材上連續地噴灑或流過約1至約10分鐘。
在一具體實施例中，在該基材與該螢光團接觸之後，該基材可與一沖洗液接觸，以自該石墨烯層移除任何未附著之螢光團。該基材與該沖洗液之接觸可於室溫下進行約5至約30秒，或直到未附著之螢光團自該石墨烯層之無缺陷區域移除。可藉由將該基材浸泡於該沖洗液、於該基材上提供該沖洗液，或其組合而進行接觸。於該基材上提供該沖洗液可包括於該基材上噴灑或流過該沖洗液。舉例而言，該基材可浸泡於該沖洗液並靜置約5至約30秒，並可任擇地重複一或多次，以確保自該基材上之石墨烯層完全移除未附著之螢光團。或者，該沖洗液可於該基材上連續地噴灑或流過約5至約30秒。該沖洗液可為水、乙醇、丙酮、或異丙醇，或其結合物。在約100℃下沖洗之後，該樣本可進行退火(annealed)約1至約10分鐘。
在一具體實施例中，將該基材暴露於輻射可包括以輻射照射 該基材，該輻射具有一波長以有效地激發該螢光團產生一可檢測的螢光反應。該輻射可經由一輻射源產生，例如氣體放電燈(gas discharge lamp)、發光二極體、雷射或任何能產生輻射之來源。該輻射可為具有波長約360nm至約440nm之紫外線輻射。可於任何適當時間期限內(例如，約1奈秒至約10秒)將該基材暴露於輻射。
可偵測該螢光反應以確定是否該石墨烯層具有任何缺陷或確定該缺陷的位置。在一具體實施例中，可利用螢光顯微鏡、自動化光學檢測機、多光子光譜儀、掃描式雷射螢光顯微鏡、光電倍增管、電荷耦合裝置、或其組合偵測該螢光團之螢光反應。檢測到的螢光反應可識別該一或多個缺陷，包括該一或多個缺陷之位置。經由該檢測到的螢光反應，可於該石墨烯層上產生一顯示該一或多個缺陷位置之影像，例如，藉由一可操作之處理器以處理該螢光反應。相反地，於該基材暴露於該輻射之後，若該螢光反應不存在，則該石墨烯層可理解為不包括任何缺陷。該檢測可為定性或定量。經測量之石墨烯層可與陽性對照組或陰性對照組之至少一者進行比較。可以一或多個陽性對照組產生一校準曲線，以量化該測量之石墨烯層之缺陷數目或密度。
在一具體實施例中，於偵測該螢光反應之後，可自該基材移除該螢光團。可藉由將該基材加熱至一有效地使該螢光團分解之溫度以進行移除，其隨即可藉由一或多種氣體流過該基材而移除。該加熱可進行約5秒至約5分鐘、或任何長度的時間，以有效地分解該螢光團。該一或多種氣體可為氬氣、氫氣或其結合物。若該螢光團為矽烷螢光團或胺基芘衍生螢光團，並與胺基矽烷預處理之基材結合而形成所得矽烷螢光團，則該二個情況之該矽烷螢光團的可分解溫度可為約350℃。據此，在一具體實施例中，自該基材移除該螢光團可包括於一或多種流動氣體之存在下將該基材加熱至約350℃至約400℃。
第三圖係顯示依據本發明具體實施例之石墨烯層之一或多個缺陷之檢查方法流程圖。參照S1，該方法可始於提供一基材，其中該石墨烯層至少部分地覆蓋該基材表面。如S2所示，該方法可隨即包括以一螢光團接觸該基材，該螢光團選擇性地與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之 基材表面之一或多個區域結合，以標記該一或多個缺陷。接著如S3所示，該方法可包括於該基材與該螢光團接觸之後，以一沖洗液接觸該基材，以自該石墨烯層移除任何未附著之螢光團。如S4所示，該方法可進一步包括將該基材暴露於輻射，以有效地自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應。接著在S5中，該方法可包括於該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域偵測該螢光團之螢光反應。如S6所示，該方法可進一步包括確定是否檢測到螢光反應。如S8所示，檢測到的螢光反應可識別該石墨烯層之一或多個缺陷，並證實該石墨烯層存在一或多個缺陷。如S7所示，不存在該螢光反應可表示不存在該一或多個缺陷。
用於標記及識別石墨烯層之缺陷的系統
本發明可提供一種用於標記石墨烯層之一或多個缺陷之系統，該系統可執行本發明具體實施例所述之方法。該系統可包括一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材。該石墨烯層可具有一或多個缺陷，其於該下伏基材表面之一或多個區域露出。或者，該石墨烯層可能不具有此類缺陷。
該系統可包括一含有螢光團溶液之第一儲槽。依據本發明之具體實施例，該螢光團可選擇性地與該基材表面之露出區域結合，以標記該一或多個缺陷。依據本發明具體實施例所述之方法，該第一儲槽亦可配置成使該基材與該螢光團溶液接觸。舉例而言，該第一儲槽可耦接至一閥門，其於啟動時使該螢光團溶液釋放至該基材上，例如藉由於該基材上噴灑或流過該溶液。或者，該第一儲槽可配置成接受該基材，因此該基材可浸泡於該第一儲槽，以使該基材與該螢光團溶液接觸。據此，在一具體實施例中，可提供一標記樣本，其包括具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材，且該螢光團與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，以標記該一或多個缺陷。該標記樣本有助於後期處理中該一或多個缺陷之識別，將如本發明之具體實施例所述。
在一具體實施例中，該系統可進一步包括一輻射源，其配置成照射該基材，以自該石墨烯層之一或多個缺陷露出之基材表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應。該輻射源可為氣體放電燈、發光 二極體、雷射或任何能產生輻射之來源，其波長可有效地產生該可檢測的螢光反應。在一具體實施例中，該輻射源可配置成以波長約360nm至約440nm之紫外線輻射照射該基材。該系統可進一步包括一檢測器，以偵測該螢光團之螢光反應。檢測到的螢光反應可識別該一或多個缺陷，包括該一或多個缺陷之位置。不存在該螢光反應可表示不存在該一或多個缺陷。該檢測器可為螢光顯微鏡、自動化光學檢測機，或其組合。該檢測器亦可包括一處理器，以處理該檢測到的螢光反應，以產生一顯示該石墨烯層之一或多個缺陷位置之影像。欲協助該石墨烯層缺陷之檢查，該處理器可配置成當未檢測到螢光反應時，於顯示介面上指出該石墨烯層無缺陷，以及當檢測到螢光反應時，例如，於所產生之影像指出該石墨烯層缺陷之位置。該輻射源及該檢測器可為單一裝置或獨立裝置。
在一具體實施例中，該系統可進一步包括一含有沖洗液之第二儲槽。該沖洗液可為，例如，水、乙醇，或其結合物。依據本發明具體實施例所述之方法，於該基材與該螢光團溶液接觸之後，該第二儲槽可配置成使該沖洗液與該基材接觸，以自該石墨烯層移除任何未附著之螢光團。舉例而言，該第二儲槽可耦接至一閥門，其於啟動時，將該沖洗液釋放至該基材上，例如藉由於該基材上噴灑或流過該沖洗液。或者，該第二儲槽可配置成接受該基材，因此該基材可浸泡於該第二儲槽，以使該基材與該沖洗液接觸。
在一具體實施例中，該基材可如本發明之具體實施例所述，且可為無機極性基材。該基材可選自於玻璃、石英、二氧化矽、表面氧化矽、過渡金屬氧化物、表面氧化過渡金屬，及其結合物。
在一具體實施例中，該螢光團可為矽烷螢光團或胺基芘衍生螢光團，二者皆如本發明之具體實施例所述。該螢光團可以溶液形式提供，其中該螢光團可於適當之載體中分散。該螢光團於該載體中之濃度、適用之載體類型及製造該螢光團之方法，係依據本發明之具體實施例。
若該螢光團為胺基芘衍生螢光團，則該系統可進一步包括一含有胺基矽烷溶液之第三儲槽，該胺基矽烷溶液選擇性地與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之該下伏基材表面之一或多個區域結合。依據本發明之 具體實施例，該第三儲槽可配置成於該基材與該螢光團接觸之前，使該基材與該胺基矽烷接觸。舉例而言，該第三儲槽可耦接至一閥門，其於啟動時，將該胺基矽烷溶液釋放至該基材上，例如藉由於該基材上噴灑或流過該溶液。或者，該第三儲槽可配置成接受該基材，因此該基材可浸泡於該第三儲槽，以使該基材與該胺基矽烷接觸。據此，在一具體實施例中，可提供一預處理樣本，其包括具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材，且胺基矽烷與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合。該預處理樣本之胺基矽烷可使該螢光團(例如，該胺基芘衍生螢光團)化學耦合至該基材露出區域之缺陷位置。
在一具體實施例中，該系統可進一步包括一加熱器，配置成於一或多種流動氣體之環境下將該基材加熱至一足以移除該螢光團之溫度。該加熱器可配置成於偵測到該螢光反應之後進行該加熱。溫度、流動氣體類型及加熱時間可依據本發明之具體實施例。
本發明亦提供用於執行石墨烯層之一或多個缺陷之檢查方法之系統。參照第三圖，步驟S1至S8可由本發明具體實施例所述之系統之各元件執行。
本發明具體實施例所述之系統元件，例如該第一、第二與第三儲槽、該輻射源、該檢測器，及該加熱器，可配置成與一處理控制器相通訊，以經由一自動化方式執行本發明具體實施例所述之方法。
用於標記及識別石墨烯層之缺陷的套組
一種用於標記支撐於基材表面上之石墨烯層之一或多個缺陷的套組可包括螢光團之至少一者，該螢光團選擇性地與一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，以標記該缺陷，如本發明之具體實施例所述。該套組亦可包括一組說明，以說明本發明具體實施例所述之方法之螢光團的使用。在一具體實施例中，該組說明可包括使該基材與該螢光團溶液接觸。
在一具體實施例中，該套組之螢光團可為具有式I之矽烷螢光團，如本發明之具體實施例所述。該螢光團可包裝成溶液形式，其中該螢光團以一足以有效地與該基材化學結合之濃度分散於載體。可使該螢光 團分散之載體，及螢光團於載體中的量，係如本發明之具體實施例所述。或者，該螢光團可與該載體分開包裝。在一些情況中，該載體與該套組分開供應。
在一具體實施例中，該套組之螢光團可為具有式II之胺基芘衍生螢光團，如本發明之具體實施例所述。若該螢光團為胺基芘衍生螢光團，則該套組可進一步包括具有式III之胺基矽烷，以使該胺基芘衍生螢光團與該基材進行化學耦合，如本發明之具體實施例所述。在一具體實施例中，該套組隨附之該組說明可進一步包括於該基材與該螢光團接觸之前，使該基材與該胺基矽烷溶液接觸，係依據本發明具體實施例所述之方法。該胺基芘衍生螢光團及該胺基矽烷可各自包裝成溶液形式。可使該胺基芘衍生螢光團及該胺基矽烷分散的載體，及該些化合物於個別載體中的濃度，係如本發明之具體實施例所述。
在一具體實施例中，該套組可進一步包括至少一沖洗液，且該組說明可進一步包括於該基材與該螢光團溶液接觸之後，使該基材與該沖洗液接觸。該沖洗液可為，例如，水、乙醇，或其結合物。可依據本發明具體實施例所述之方法使該基材與該沖洗液接觸。
該套組可進一步包括關於識別該標記缺陷之事項及進一步說明。在一具體實施例中，該組說明可進一步包括將該基材暴露於輻射以有效地自該缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應，以及偵測該螢光團之螢光反應。依據該組說明，檢測到的螢光反應可識別該一或多個缺陷，包括該一或多個缺陷之位置；不存在該螢光反應可表示該石墨烯層不存在該一或多個缺陷。據此，該套組可任擇地包括一輻射源，用於自該螢光團產生該可檢測的螢光反應，以及一檢測器，用於偵測該螢光反應。該輻射源及該檢測器可如本發明之具體實施例所述。在一具體實施例中，該組說明可進一步提供利用該檢測到的螢光反應產生缺陷位置之影像的指導方針。
依據本發明具體實施例之方法，該套組隨附之該組說明可進一步包括移除附著於該石墨烯層之一或多個缺陷露出之基材表面之一或多個區域之螢光團的指導方針。
應理解的是，本發明具體實施例所述之方法、系統及套組可提供一種快速且有效的方式以檢查缺陷及/或標記石墨烯層之缺陷，從而於石墨烯薄膜生產及處理期間，改進流程控制及品質保證。據此，其可特別有利於石墨烯薄膜之高容量及/或大面積生產。舉例而言，高速拉曼掃描式顯微鏡(HORIBA SCIENTIFIC DUO SCAN IMAGING)可於400s內捕捉到122.5mm2的影像，並可以2.7天掃描300mm的晶圓。本發明之方法能夠每小時進行十片300mm晶圓的高解析度檢查。
實施例
實施例1：胺基芘衍生螢光團之製備
在室溫下，將約100mmol之戊二醛CHO-(CH2)3-CHO液體加入1L之溶於甲苯之0.1mmol胺基芘C16H9-NH2溶液，以形成溶於甲苯之胺基芘衍生螢光團C16H9-N=CH-(CH2)3-CHO溶液。
實施例2：矽烷螢光團之製備
在室溫下，將約1mL之0.1M胺基丙基三乙氧基矽烷(APTES)NH2-(CH2)3-Si[O(CH2)CH3]3溶液加入1L之實施例1之胺基芘衍生螢光團溶液，以形成矽烷螢光團C16H9-N=CH-(CH2)3-CH=N-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3溶液。
實施例3：石墨烯層無缺陷之二氧化矽基材
將一已知無表面缺陷之石墨烯層塗佈於一片5cm×5cm之二氧化矽基材表面。將該基材浸泡於含有實施例2之矽烷螢光團溶液之第一儲槽。該基材於室溫下浸泡於該第一儲槽約1分鐘後移開。該基材隨即以水噴灑約15秒以沖洗該基材。將該基材暴露於由氙弧燈(xenon-arc lamp)產生之400nm紫外線輻射約5秒。暴露於紫外線輻射時，於螢光顯微鏡下觀察該基材。預期於該石墨烯層上不會觀察到螢光，因為該矽烷螢光團並未與該石墨烯層結合。
實施例4：利用矽烷螢光團標記石墨烯層之缺陷
將一石墨烯層塗佈於一片5cm×5cm之二氧化矽基材表面。藉由在該石墨烯層的二個位置上戳弄，並以34號注射針頭在該石墨烯層的其他二個位置上刮出0.5cm刮痕線，以形成「空隙」與「裂痕」，產生石墨 烯層缺陷。在該四個位置產生的缺陷自該基材之下伏表面部分露出。將該基材浸泡於一含有實施例2之矽烷螢光團溶液之第一儲槽。該基材於室溫下浸泡於該第一儲槽約1分鐘後移開。該基材隨即以水噴灑約15秒以沖洗該基材。將該基材暴露於由氙弧燈產生之400nm紫外線輻射約5秒。該基材隨即於螢光顯微鏡下進行觀察，以偵測該矽烷螢光團之螢光反應。預期於該石墨烯層之四個位置上(其具有缺陷)觀察到螢光反應，因為該矽烷螢光團選擇性地結合或附著該缺陷露出之基材之下伏表面部分，而非該石墨烯層。因此，該矽烷螢光團預期僅標記該石墨烯層之缺陷區域，而非該石墨烯層之無缺陷區域，其可與實施例3之無缺陷石墨烯層所觀察到的不存在螢光反應相比擬。
實施例5：利用胺基芘衍生螢光團及胺基矽烷標記石墨烯層之缺陷
將一石墨烯層塗佈於一片5cm×5cm之二氧化矽基材表面。藉由在該石墨烯層的二個位置上戳弄，並以34號注射針頭在該石墨烯層的其他二個位置上刮出0.5cm刮痕線，以形成「空隙」與「裂痕」，產生石墨烯層缺陷。在該四個位置產生的缺陷自該基材之下伏表面部分露出。將該基材浸泡於一含有1%胺基丙基三乙氧基矽烷(APTES)NH2-(CH2)3-Si[O(CH2)CH3]3溶液之第一儲槽。該基材於室溫下浸泡於該第一儲槽約1分鐘後移開。將該基材浸泡於含有實施例1之胺基芘衍生螢光團溶液之第二儲槽。該基材於室溫下浸泡於該第二儲槽約1分鐘後移開。該基材隨即以甲苯噴灑約15秒以沖洗該基材。將該基材暴露於由氙弧燈產生之400nm紫外線輻射約5秒。該基材隨即於螢光顯微鏡下進行觀察，以偵測該胺基芘衍生螢光團之螢光反應。
其結果預期與實施例4的相同。預期於該石墨烯層之四個位置上(其具有缺陷)觀察到螢光反應，因為該胺基丙基三乙氧基矽烷選擇性地結合或附著該缺陷露出之基材之下伏表面區域，而非該石墨烯層。隨後，該胺基芘衍生螢光團可與該附著之胺基丙基三乙氧基矽烷反應，其使該螢光團化學耦合至該缺陷露出之基材之下伏表面區域。因此，該胺基芘衍生螢光團預期僅標記該石墨烯層之缺陷區域，而非該石墨烯層之無缺陷區域。
實施例6：利用陽性及陰性對照組樣本進行測試樣本之評估
將一石墨烯層塗佈於一片5cm×5cm之二氧化矽基材表面之測試樣本。取得一組含有一個陰性對照組及五個陽性對照組的樣本。已知該陰性對照組樣本無缺陷，而該五個陽性對照組樣本含有已知數量的缺陷，其中該五個陽性對照組樣本之每一者含有不同數量的缺陷。該測試樣本、陰性對照組樣本，及陽性對照組樣本皆依據實施例4之流程進行處理。以對照組樣本之結果製成校準曲線。以測試樣本的結果對照該校準曲線，並發現其位於商業上可接受之範圍內。
在上面的詳細說明中，以附圖作為參照，其形成本文的一部分。在圖示中，類似的符號通常識別類似的元件，除非另有說明。在實施方式、圖示，及申請專利範圍中的具體實施例說明並非意味著侷限性。可使用其他具體實施例，以及可進行其他改變，而不背離本發明主體之精神或範疇。應當容易理解的是，本發明揭示之觀點，如本文之整體描述及圖示說明，可以更多種不同的配置方式編排、替換、組合、分離，及設計，所有該些情況皆明確地為本文所考慮。
本發明之揭示並未侷限於本說明書所描述之特定具體實施例，並旨在說明各種觀點。本發明可進行許多修正及變更，而不背離其精神及範疇，如本領域之技術人員所顯見。除了本文所列舉的以外，本發明揭示範疇內之功能相當之方法及設備，將因前面之說明而為本領域之技術人員所顯見。該些修正及變更旨在落於所附申請專利範圍之範疇內。本發明僅受限於所附申請專利範圍之術語，以及所賦予之申請專利範圍之等同物的全部範疇。應理解的是，本發明並未侷限於特定的方法、試劑、化合物、組成物或生物系統，其當然可以改變。亦應理解的是，本文所使用之術語，目的僅在於說明特定之具體實施例，而非旨在侷限本發明。
如本文中所使用，單數形式「一」、「一者」、及「該」包括複數參考體，除非另有明確規定。除非另有定義，本文所使用的所有技術及科學術語具有如同本領域之技術人員能一般理解的相同意義。本發明之揭示內容不應理解為同意本發明所述之具體實施例無權優先於先前發明之揭示。如本文中所使用，術語「包含」意指「包括，但不限於」。
雖然各種組成物、方法及裝置皆以「包含」各種成分或步驟 描述(解釋為「包括，但不侷限於」)，該組成物、方法及裝置亦可「基本上由各種成分及步驟組成」或「由各種成分及步驟組成」，且該術語應解釋為基本上定義封閉型成員之群組。
關於本文中實質上任何複數個及/或單數個術語之使用，本領域之技術人員可將複數轉換為單數及/或將單數轉換成複數，只要全文及/或申請案適用。為了清楚起見，各種單數/複數的轉換可被明確表述。
本領域之技術人員應理解的是，一般而言，本文使用的術語，尤其是在所附的申請專利範圍中(例如，所附的申請專利範圍之主體)，通常旨在作為「開放型」術語(例如，術語「包括了」(including)應解釋為「包括了但不限於」、術語「具有」應解釋為「具有至少」、術語「包括」(includes)應解釋為「包括但不限於」等)。本領域之技術人員應進一步理解的是，若旨在提出具體數目之申請專利範圍之列舉，則該意圖將明確列舉於申請專利範圍中，而缺乏此列舉時則無此意圖存在。舉例而言，為了有助於理解，下列所附的申請專利範圍可含有使用引導用語「至少一者」及「一或多個」以提出申請專利範圍之列舉。然而，此類用語之使用不應解釋為意指不定冠詞「一」或「一者」所引導的申請專利範圍之列舉使任何含有該所引導的申請專利範圍之列舉之特定主張侷限於含有僅該此類列舉之具體實施例，即使在相同的申請專利範圍中包括引導用語「一或多個」或「至少一者」及不定冠詞如「一」或「一者」(例如，「一」及/或「一者」應解釋為意指「至少一者」或「一或多個」)；用於引導申請專利範圍之列舉之定冠詞的使用同樣適用。此外，即使明確陳述特定數目之引導申請專利範圍之列舉，本領域之技術人員應理解的是，此列舉應解釋為意指至少該列舉之數目(例如，裸列舉「二個列舉」而無其他修正，意指至少二個列舉，或二或多個列舉)。此外，在使用類似於「A、B、及C之至少一者等」之常規的該些情況中，通常此一句法之意義旨在使本領域之技術人員理解其常規(例如，「一具有A、B、及C之至少一者之系統」將包括但不侷限於，具有單獨的A、單獨的B、單獨的C、A與B一起、A與C一起、B與C一起、及/或A、B、及C一起等之系統)。在使用類似於「A、B、或C之至少一者等」之常規的該些情況中，通常此一句法之意義旨在使本領域之技術人 員理解其常規(例如，「一具有A、B、或C之至少一者之系統」將包括但不侷限於，具有單獨的A、單獨的B、單獨的C、A與B一起、A與C一起、B與C一起、及/或A、B、及C一起等之系統)。本領域之技術人員應進一步理解的是，幾乎任何所有表示二或多個替代語之轉折字詞及/或片語，無論是在說明書、申請專利範圍、或圖示中，應理解為考慮到包括術語之一者、二術語之一者、或術語二者的可能性。舉例而言，片語「A或B」應理解為包括「A」或「B」或「A與B」的可能性。
此外，若本發明揭示之態樣或觀點係以馬庫西群組(Markush groups)說明，則本領域之技術人員應理解到，本發明之揭示亦從而以該馬庫西群組之任何個別成員或成員之子族群說明。
如本領域之技術人員所理解的，針對任何及所有目的，例如在提供書面說明方面，本發明所揭示之所有範圍亦涵蓋任何及所有可能的子範圍及其子範圍之組合。任何列出之範圍可容易識別為足以說明及使該相同的範圍細分為至少相等的二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。就一非侷限之範例而言，本文所論及之各範圍可易於細分為前三分之一、中間三分之一，及後三分之一等。亦如本領域之技術人員所理解的，所有字詞例如「至多」、「至少」，及其類似物，皆包括所列舉的數目，且意指其範圍可隨後細分為前述之子範圍。最後，如本領域之技術人員所理解的，一範圍包括個別成員之每一者。因此，例如，一具有1至3個單元之群組意指該群組具有1、2、或3個單元。同樣地，一具有1至5個單元之群組意指該群組具有1、2、3、4、或5個單元等。
前面所揭示之各項及其他態樣與功能、或其替代物，可組合成許多其他不同系統或應用。其中，各種目前無法預見或預期之替代物、修正、變更或改進可隨後由本領域之技術人員達成，該等之每一者亦旨在涵蓋於本發明揭示之具體實施例中。

Claims (66)

  1. 一種標記石墨烯層之一或多個缺陷之方法，該方法包含：提供一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材；以及以一指示劑接觸該基材，該指示劑選擇性地與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，以標記該一或多個缺陷。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該指示劑為螢光團、染料、放射性同位素，或量子點之一者。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該指示劑為一螢光團，且更包含：將該基材暴露於輻射，以有效地自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應；以及偵測該螢光團之螢光反應，其中檢測到的螢光反應識別該一或多個缺陷，而不存在該螢光反應表示不存在該一或多個缺陷。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其更包含於該指示劑接觸該基材之後以一沖洗液接觸該基材一或多次，以自該石墨烯層移除任何未附著之指示劑。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基材為無機極性基材。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基材係選自於玻璃、石英、二氧化矽、表面氧化矽、過渡金屬氧化物、表面氧化過渡金屬、氧化鋁，及其結合物。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該指示劑為一螢光團，且該螢光團為矽烷螢光團，其具有式I：C16H9-N=CH-(CH2) X -CH=N-(CH2) W -SiV (3-Z) [O(CH2) Y CH3] Z ------(I)其中V為-H或-(CH2) U CH3、U為0至2之整數、W為0至3之整數、X為0至3之整數、Y為0至2之整數，及Z為1至3之整數。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該矽烷螢光團為C16H9-N=CH-(CH2)3-CH=N-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其更包含形成該矽烷螢光團，其中形成該矽烷螢光團係包含：以胺基芘(aminopyrene)C16H9-NH2接觸二醛CHO-(CH2) X -CHO，以 形成胺基芘衍生螢光團C16H9-N=CH-(CH2) X -CHO；以胺基矽烷N2H-(CH2) W -SiV (3-Z) [O(CH2) Y CH3] Z 接觸該胺基芘衍生螢光團C16H9-N=CH-(CH2) X -CHO，以形成該矽烷螢光團。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該二醛係選自於乙二醛(glyoxl)CHO-CHO、丙二醛CHO-CH2-CHO、丁二醛CHO-(CH2)2-CHO、戊二醛CHO-(CH2)3-CHO，及其結合物。
  11. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該胺基矽烷係選自於胺基三乙氧基矽烷NH2-Si[O(CH2)CH3]3、胺基乙基三乙氧基矽烷NH2-(CH2)2-Si[O(CH2)CH3]3、胺基丙基三乙氧基矽烷(APTES)NH2-(CH2)3-Si[O(CH2)CH3]3、胺基乙基三甲氧基矽烷NH2-(CH2)2-Si[OCH3]3、胺基丙基三甲氧基矽烷NH2-(CH2)3-Si[OCH3]3、胺基丙基甲基二乙氧基矽烷NH2-(CH2)3-Si(CH3)[OCH3]2，或其結合物。
  12. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該二醛為戊二醛CHO-(CH2)3-CHO、該胺基芘衍生螢光團為C16H9-N=CH-(CH2)3-CHO，及該胺基矽烷為胺基三乙氧基矽烷NH-Si[O(CH2)CH3]3或胺基丙基三乙氧基矽烷NH-(CH2)3-Si[O(CH2)CH3]3。
  13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該指示劑為一螢光團，且該螢光團為胺基芘衍生螢光團，其具有式II：C16H9-N=CH-(CH2) X -CHO------(II)；以及該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之至少一者包含胺基矽烷，其具有式III：NH2-(CH2) W -SiV (3-Z) [O(CH2) Y CH3] Z ------(III)；其中V為-H或-(CH2) U CH3、U為0至2之整數、W為0至3之整數、X為0至3之整數、Y為0至2之整數，及Z為1至3之整數。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其更包含於該螢光團接觸該基材之前以該胺基矽烷接觸該基材，該胺基矽烷至少與該一或多個缺陷露出之表面之該一或多個區域結合。
  15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該胺基芘衍生螢光團為C16H9-N=CH-(CH2)3-CHO，及該胺基矽烷為胺基丙基三乙氧基矽烷 NH-(CH2)3-Si[O(CH2)CH3]3。
  16. 如申請專利範圍第13項之方法，其更包含形成該胺基芘衍生螢光團，其中形成該胺基芘衍生螢光團係包含：以胺基芘C16H9-NH2接觸二醛CHO-(CH2) X -CHO，以形成該胺基芘衍生螢光團。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該二醛係選自於乙二醛CHO-CHO、丙二醛CHO-CH2-CHO、丁二醛CHO-(CH2)2-CHO、戊二醛CHO-(CH2)3-CHO，及其結合物。
  18. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該二醛為戊二醛CHO-(CH2)3-CHO，及該胺基芘衍生螢光團為C16H9-N=CH-(CH2)3-CHO。
  19. 如申請專利範圍第1項之方法，其中以該指示劑接觸該基材係包含：將該基材浸入該指示劑溶液；於該基材上提供該指示劑溶液；或其組合。
  20. 如申請專利範圍第3項之方法，其中將該基材暴露於輻射係包含：以具有波長約360nm至約440nm之紫外線輻射照射該基材。
  21. 如申請專利範圍第3項之方法，其中偵測該螢光反應係包含：利用螢光顯微鏡、自動化光學檢測機，或其組合偵測該螢光反應。
  22. 如申請專利範圍第3項之方法，其更包含：自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域移除該螢光團。
  23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中移除該螢光團係包含：於一或多種流動氣體存在下將該基材加熱至約350℃至約400℃。
  24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該一或多種流動氣體包含氫氣、氬氣或其結合物。
  25. 一種用於標記石墨烯層之一或多個缺陷之系統，該系統包含：一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材；以及一含有一指示劑溶液之第一儲槽，該指示劑選擇性地與一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合以標記該一或多個缺陷，及配置為 以該指示劑溶液接觸該基材。
  26. 如申請專利範圍第25項之系統，其中該指示劑為螢光團、染料、放射性同位素，或量子點之一者。
  27. 如申請專利範圍第25項之系統，其中該指示劑為一螢光團，其更包含：一輻射源，其配置成照射該基材，以自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應；以及一檢測器，以偵測該螢光團之螢光反應，其中檢測到的螢光反應識別該一或多個缺陷，而不存在該螢光反應表示不存在該一或多個缺陷。
  28. 如申請專利範圍第25項之系統，其中該第一儲槽有效地以該指示劑溶液接觸該基材，其包含：於該指示劑溶液中接受該基材；釋放該指示劑溶液於該基材上；或其組合。
  29. 如申請專利範圍第25項之系統，其更包含一含有沖洗液之第二儲槽，並配置成於該指示劑溶液接觸該基材之後，以該基材接觸該沖洗液一或多次，以自該石墨烯層移除任何未附著之指示劑。
  30. 如申請專利範圍第25項之系統，其中該基材為無機極性基材。
  31. 如申請專利範圍第25項之系統，其中該基材係選自於玻璃、石英、二氧化矽、表面氧化矽、過渡金屬氧化物、表面氧化過渡金屬，及其結合物。
  32. 如申請專利範圍第25項之系統，其中該指示劑為一螢光團，且該螢光團為矽烷螢光團，其具有式I：C16H9-N=CH-(CH2) X -CH=N-(CH2) W -SiV (3-Z) [O(CH2) Y CH3] Z ------(I)其中V為-H或-(CH2)UCH3、U為0至2之整數、W為0至3之整數、X為0至3之整數、Y為0至2之整數，及Z為1至3之整數。
  33. 如申請專利範圍第32項之系統，其中該矽烷螢光團為C16H9-N=CH-(CH2)3-CH=NSi(OCH2CH3)3或C16H9-N=CH-(CH2)3-CH=N-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3。
  34. 如申請專利範圍第25項之系統，其中該指示劑為一螢光團，且該螢光 團為胺基芘衍生螢光團，其具有式II：C16H9-N=CH-(CH2) X -CHO------(II)；以及該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之至少一者包含胺基矽烷，其具有式III：NH2-(CH2) W -SiV (3-Z) [O(CH2) Y CH3] Z ------(III)，其中V為-H或-(CH2) U CH3、U為0至2之整數、W為0至3之整數、X為0至3之整數、Y為0至2之整數，及Z為1至3之整數。
  35. 如申請專利範圍第34項之系統，其更包含一含有該胺基矽烷溶液之第三儲槽，該胺基矽烷溶液選擇性地與該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，並配置成於該螢光團接觸該基材之前，以該基材接觸該胺基矽烷。
  36. 如申請專利範圍第34項之系統，其中該胺基芘衍生螢光團為C16H9-N=CH-(CH2)3-CHO，且該胺基矽烷為胺基丙基三乙氧基矽烷NH2-(CH2)3-Si[O(CH2)CH3]3。
  37. 如申請專利範圍第27項之系統，其中該輻射源提供具有波長約360nm至約440nm之紫外線輻射。
  38. 如申請專利範圍第27項之系統，其中該檢測器為螢光顯微鏡、自動化光學檢測機，或其組合。
  39. 如申請專利範圍第27項之系統，其更包含一加熱器，配置成加熱該基材至一溫度足以自該一或多個缺陷露出之基材表面之一或多個區域移除該螢光團。
  40. 如申請專利範圍第39項之系統，其中該加熱器係配置成於一或多種流動氣體存在下加熱該基材至約350℃至約400℃。
  41. 如申請專利範圍第40項之系統，其中該一或多種流動氣體包含氫氣、氬氣或其結合物。
  42. 一種檢查石墨烯層之一或多個缺陷之方法，該方法包含：提供一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材；以一螢光團接觸該基材，該螢光團選擇性地與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，以標記該一或多個缺陷之位 置；將該基材暴露於輻射，以有效地自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應；以及偵測該螢光團之螢光反應，其中檢測到的螢光反應識別該一或多個缺陷，而不存在該螢光反應表示不存在該一或多個缺陷。
  43. 如申請專利範圍第42項之方法，其更包含於該螢光團接觸該基材之後以一沖洗液接觸該基材一或多次，以自該石墨烯層移除任何未附著之螢光團。
  44. 一種用於檢查石墨烯層之一或多個缺陷之系統，該系統包含：一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材；一含有一螢光團溶液之第一儲槽，該螢光團溶液選擇性地與一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，並配置成以該螢光團溶液接觸該基材；一輻射源，配置成照射該基材，以自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應；以及一檢測器，配置成偵測該螢光團之螢光反應，其中檢測到的螢光反應識別該一或多個缺陷，而不存在該螢光反應表示不存在該一或多個缺陷。
  45. 如申請專利範圍第44項之系統，其更包含一含有沖洗液之第二儲槽，並配置成於該螢光團溶液接觸該基材之後，以該基材接觸該沖洗液一或多次，以自該石墨烯層移除任何未附著之螢光團。
  46. 一種用於標記基材表面上之石墨烯層之一或多個缺陷之套組，該套組包含：一螢光團，其選擇性地與該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，以標記該一或多個缺陷；以及一組說明，其包含以該螢光團溶液接觸該基材。
  47. 如申請專利範圍第46項之套組，其更包含一沖洗液，且其中該組說明更包含：於該螢光團溶液接觸該基材後，以該沖洗液接觸該基材，以自該石 墨烯層移除任何未附著之螢光團。
  48. 如申請專利範圍第46項之套組，其中該組說明更包含：將該基材暴露於輻射，以有效地自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生可檢測的螢光反應；以及偵測該螢光團之螢光反應，其中檢測到的螢光反應識別該一或多個缺陷，而不存在該螢光反應表示不存在該一或多個缺陷。
  49. 如申請專利範圍第48項之套組，其更包含：一輻射源，用於自該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團產生該可檢測的螢光反應；以及一檢測器，用於偵測該螢光團之螢光反應。
  50. 如申請專利範圍第46項之套組，其中該螢光團為矽烷螢光團，其具有式I：C16H9-N=CH-(CH2) X -CH=N-(CH2) W -SiV (3-Z) [O(CH2) Y CH3] Z ------(I)其中V為-H或-(CH2) U CH3、U為0至2之整數、W為0至3之整數、X為0至3之整數、Y為0至2之整數，及Z為1至3之整數。
  51. 如申請專利範圍第46項之套組，其中該螢光團為胺基芘衍生螢光團，其具有式II：C16H9-N=CH-(CH2) X -CHO------(II)；以及該套組更包含胺基矽烷，其選擇性地與該一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域結合，該胺基矽烷具有式III：NH2-(CH2) W -SiV (3-Z) [O(CH2) Y CH3] Z ------(III)，其中V為-H或-(CH2) U CH3、U為0至2之整數、W為0至3之整數、X為0至3之整數、Y為0至2之整數，及Z為1至3之整數。
  52. 如申請專利範圍第51項之套組，其中該組說明更包含：於該螢光團接觸該基材之前以該胺基矽烷溶液接觸該基材。
  53. 如申請專利範圍第49項之套組，其中該組說明更包含：於檢測該螢光反應之後，於一或多種流動氣體存在下，藉由將該基材加熱至約350℃至約400℃以自該基材移除該螢光團。
  54. 如申請專利範圍第53項之套組，其中該一或多種流動氣體包含氫氣、 氬氣或其結合物。
  55. 一種標記樣本，其包含：一具有一表面至少部分地以該石墨烯層覆蓋之基材；以及一位於該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之螢光團，以標記該一或多個缺陷。
  56. 如申請專利範圍第55項之樣本，其中該螢光團為矽烷螢光團，其具有式I：C16H9-N=CH-(CH2) X -CH=N-(CH2) W -SiV (3-Z) [O(CH2) Y CH3] Z ------(I)其中V為-H或-(CH2) U CH3、U為0至2之整數、W為0至3之整數、X為0至3之整數、Y為0至2之整數，及Z為1至3之整數。
  57. 如申請專利範圍第56項之樣本，其中該矽烷螢光團為C16H9-N=CH-(CH2)3-CH=NSi(OCH2CH3)3或C16H9-N=CH-(CH2)3-CH=N-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3。
  58. 如申請專利範圍第55項之樣本，其中該基材為無機極性基材。
  59. 如申請專利範圍第55項之樣本，其中該基材係選自於玻璃、石英、二氧化矽、表面氧化矽、過渡金屬氧化物、表面氧化過渡金屬，及其結合物。
  60. 一種預處理樣本，其包含：一具有一表面至少部分地以一石墨烯層覆蓋之基材；以及一位於該石墨烯層之一或多個缺陷露出之表面之一或多個區域之胺基矽烷，以預處理該表面之一或多個區域，用於與螢光團結合。
  61. 如申請專利範圍第60項之樣本，其中該螢光團為胺基芘衍生螢光團，其具有式II：C16H9-N=CH-(CH2) X -CHO------(II)；其中X為0至3之整數。
  62. 如申請專利範圍第60項之樣本，其中該螢光團為胺基芘衍生螢光團C16H9-N=CH-(CH2)3-CHO。
  63. 如申請專利範圍第60項之樣本，其中該胺基矽烷具有式III：NH-(CH2) W -SiV (3-Z) [O(CH2) Y CH3] Z ------(III)； 其中V為-H或-(CH2) U CH3、U為0至2之整數、W為0至3之整數、Y為0至2之整數，及Z為1至3之整數。
  64. 如申請專利範圍第60項之樣本，其中該胺基矽烷為胺基三乙氧基矽烷NH-Si[O(CH2)CH3]3或胺基丙基三乙氧基矽烷NH-(CH2)3-Si[O(CH2)CH3]3。
  65. 如申請專利範圍第60項之樣本，其中該基材為無機極性基材。
  66. 如申請專利範圍第60項之樣本，其中該基材係選自於玻璃、石英、二氧化矽、表面氧化矽、過渡金屬氧化物、表面氧化過渡金屬，及其結合物。
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