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本文要点:
通过在热水中floatation,无缺陷地转移单层石墨烯。大尺寸单层石墨烯在任意基材上的清洁转移。实现具有高空穴和电子迁移率的高质量石墨烯器件。
成果简介
通过化学气相沉积法生长的单层石墨烯已被广泛研究,用于诸如透明导电膜,电子设备,传感器,分子屏障和电极等应用。但是,通过环保,无缺陷的方法在任意目标基材上还是难题,因此需要改进从金属膜转移单层石墨烯的技术。本文报告一种干净直接的方法,可从铜箔上无缺陷且大面积转移单层石墨烯。在90-95°C的水中,石墨表面上漂浮了带有石墨烯的铜箔。5小时后,Cu2O层均匀地形成在石墨烯与Cu之间的界面处。随后,将铜箔上的单层石墨烯从热释放带上剥离,从而将石墨烯释放到目标基板(SiO2/Si和PET)。通过各种表征方法在每个步骤中监测Cu2O的形成和缺陷变化。均匀地形成了Cu2O层,并在转移之后没有缺陷产生。制造了具有出色电子性能的石墨烯场效应晶体管。
成果简介
图1。石墨烯转移工艺。
图2、在潮湿条件下,石墨烯和铜箔之间形成的氧化铜随温度和时间的变化。
图3。氧化铜层形成前后石墨烯/铜的特性
图4。氧化铜层形成前后的缺陷分析。
图5。使用两种类型的传输方法(TRT传输和常规WET传输方法)对具有单层石墨烯通道的FET进行电学分析。
小结
该研究加速了在石墨烯/铜箔界面处的大面积均匀氧化铜薄层的插入,减少界面粘附能,并使用TRT直接转移了大面积石墨烯。这种方法可以将大面积的石墨烯转移到各种具有胶带可以附着表面的基材上。解决转移过程中的一些问题,例如残留的金属和聚合物残留物,该过程的耗时性质以及对石墨烯的掺杂效果。XPS数据仅显示存在与碳和铜有关的物质,这表明在我们的转移过程中未产生任何杂质。拉曼分析表明,石墨烯未受到破坏,石墨烯与基材之间的粘合性得到了改善,与石墨烯湿转移过程中产生的条件相比。通过制造FET测量的电特性表明,本研究的转移方法可用于制造高性能电子应用,例如RF器件。因此,希望此方法可用于制造各种石墨烯和基于2D的器件。
文献:
Cleanandlessdefectivetransferofmonolayergraphenebyfloatationinhotwater