内容发布更新时间 : 2024/5/4 12:18:59星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
图6 Ru（0001）表面上生长的单晶石墨烯的STM像.(a)跨过Ru（0001）表面台阶的原子级的平整的石墨烯；（b）由石墨烯和Ru机体叠加形成的六角摩尔条纹像；（c）摩尔条纹的晶胞的原子分辨率的STM像尽管CVD法制备石墨烯的研究时间很短，但其匕速的发展使笔者可以大胆预测:CVD法制备的石墨烯在未来两二年内很有可能获得应用。然而，采用CVD法制备高质量石墨烯的工作才刚刚起步。虽然目前CVD石墨烯的质量较高，有望满足在透明导电薄膜等方而的应用要求，但是对电子器件而言，与硅材料相比，现有的CVD法制备的石 烯在电子迁移率等方而并不具有显著优势。因此，基于CVD方法的大而积、高质量单晶石墨烯的制备有可能成为近期的研究热点。此外，如何实现石墨烯带以及石墨烯宏观体的制备，进而扩展石墨烯的性能和应用;如何实现石墨烯在聚合物等基体上的低温生长等，也是CVD方法的未来发展方向。 4石墨烯的转移技术
石墨烯的转移技术是指根据研究的需要，将石墨烯在不同基体之
间转移的方法，通常是将石墨烯从制备基体转移到目标基体之上。由于一般需要将石墨烯放置在特定的基体上进行表征、物性测量以及应用研究，因此石墨烯转移技术的研究在一定程度上决定了石墨烯的发展前景。从某种意义上讲，石墨烯的发现正是得益于石墨烯转移技术的发明，即把石墨烯从胶带转移到硅片上。
石墨烯与金属基体间的电荷转移，掩盖了石墨烯的本征性能。在上世纪}o年代用过渡族金属生长单层石墨的研究中，由于没有将生长出的单层石墨转移下来，因此其奇特的性能一直未被发现。如果当时能够从金属基体上将石墨烯转移下来，那么石墨烯的发现或许会提前30年。近期CVD方法制备石墨烯的快速发展与石墨烯转移技术的发展息息相关。
理想的石墨烯转移技术应具有如下特点:( 1)保证石墨烯在转移后结构完整、无破损;(2)对石墨烯无污染(包括掺杂);( 3)工艺稳定、可靠，并具有高的适用性。对于仅有原子级或者数纳米厚度的石墨烯而言，由于其宏观强度低，转移过程中极易破损，因此与初始基体的无损分离是转移过程所必须角Y决的首要问题。
“腐蚀基体法”是解决上述问题的一个有效方法，它最初被用于转移胶带剥离法制备的石墨烯，即将石墨烯从硅片表而转移到其他基体上。如图7所-小,as,，研究者使用聚甲基丙烯酸甲酷(PMMA)作为 转移介质，lm o 1/L的N }H作为腐蚀液，腐蚀温度为90 0C，在把粘附有石墨烯的}VI M A薄膜从原始硅基底上分离后，室温下将其粘贴到目标基体上，最后利用丙酮清洗掉VIMA，实现了石墨烯的转移。
图7( b), ( c)分别是转移前后的石墨烯样品的光学显微镜照片。可以看到，转移前后石墨烯的形貌并未发生很大变化，石墨烯基本可以完整地从硅片表而转移到另一个硅片表而。该方法由于使用了转移 介质(即}VI M A薄膜)，确保了其转移的可靠性和 4石墨烯的转移技术
石墨烯的转移技术是指根据研究的需要，将石墨烯在不同基体之间转移的方法，通常是将石墨烯从制备基体转移到目标基体之上。由于一般需要将石墨烯放置在特定的基体上进行表征、物性测量以及应用研究，因此石墨烯转移技术的研究在一定程度上决定了石墨烯的发展前景。从某种意义上讲，石墨烯的发现正是得益于石墨烯转移技术的发明，即把石墨烯从胶带转移到硅片上。
石墨烯与金属基体间的电荷转移，掩盖了石墨烯的本征性能。在上世纪70年代用过渡族金属生长单层石墨的研究中，由于没有将生长出的单层石墨转移下来，因此其奇特的性能一直未被发现。如果当时能够从金属基体上将石墨烯转移下来，那么石墨烯的发现或许会提前30年。近期CVD方法制备石墨烯的快速发展与石墨烯转移技术的发展息息相关。
理想的石墨烯转移技术应具有如下特点:( 1)保证石墨烯在转移后结构完整、无破损;(2)对石墨烯无污染(包括掺杂);( 3)工艺稳定、可靠，并具有高的适用性。对于仅有原子级或者数纳米厚度的石墨烯而言，由于其宏观强度低，转移过程中极易破损，因此与初始基体的无损分离是转移过程所必须角Y决的首要问题。
“腐蚀基体法”是解决上述问题的一个有效方法，它最初被用于转移胶带剥离法制备的石墨烯，即将石墨烯从硅片表而转移到其他基体上。如图7所小,as,，研究者使用聚甲基丙烯酸甲酷(PMMA)作为 转移介质，lm o 1/L的N }H作为腐蚀液，腐蚀温度为90 0C，在把粘附有石墨烯的}VI M A薄膜从原始硅基底上分离后，室温下将其粘贴到目标基体上，最后利用丙酮清洗掉}VIMA，实现了石墨烯的转移。图7( b), ( c)分别是转移前后的石墨烯样品的光学显微镜照片。可以看到，转移前后石墨烯的形貌并未发生很大变化，石墨烯基本可以完整地从硅片表而转移到另一个硅片表而。该方法由于使用了转移 介质(即}VI M A薄膜)，确保了其转移的可靠性和稳定性，之后被广泛用于转移CVD石墨烯。
图8是腐蚀基体法转移CVD生长石墨烯的示意图。首先，利用旋涂、滚压等方法在石墨烯上涂覆转移介质，如即PMMA,聚二甲基硅氧烷(PDM S),胶带等。然后，将带有转移介质和石墨烯的金属基片放入合适的腐蚀液中将金属腐蚀掉，得到漂浮在溶液表而的转移介质墨烯的薄膜。选用的腐蚀液有Fecl3溶液(腐蚀金属Cu等)、酸溶液(腐蚀金属N得)、碱溶液(腐蚀硅片)等。随后，将转移介质石墨烯的薄膜从腐蚀液中捞出，清洗后，粘贴到日标基体上。为了表征石墨烯的结构和制作电子器件，通常需要将石墨烯放置在硅片上;而为了测试石墨烯的透光性，需要将其放置在玻璃等透明基体上;为了透射电子显微镜观察，则需将之放置在微栅上;而如要制作石墨烯柔性透明导电薄膜，则需要将石墨烯放置在聚对苯二甲酸乙二醇酷( PET)等柔性透
明基体上。最后，将转移介质用适当的方式去除，从而实现CVD石墨烯到日标基体的转移。PVIMA可以采用高温热分解或者有机溶剂清洗去除，PDMS可直接揭下，而胶带则需根据具体类型采用不同方法去除。
以硅片表而沉积的Ni膜为基体，可以通过CVD方法生长出少层的石墨烯腐蚀基体法首先在转移此类CVD生长的石墨烯方而取得了成功。然而，使用FVI M A薄膜作为转移介质的工艺流程较为复杂，并目_由于涂覆的PVI M A薄膜的厚度小(~300nm )、易于破损，因此在转移大而积石墨烯时具有局限性。美国德州大学奥斯汀分校的R.S.Ruoff研究组在利用PVI M A转移Cu箔生长的石墨烯时发现，由于CVD生长的石墨烯复制了Cu箔表而的台阶状结构，加之PVI M A具有一定强度和硬度，转移过程中PVI M A表而上起伏的石墨烯难以与平整的硅片充分接触，可导致裂痕等缺陷。因此他
们采用二次溶解的方法将转移到硅片后的FVI M A薄膜用原溶液重溶，以促进石墨烯与硅片的接触，从而减少了石墨烯的破损}30。此外，韩国成均馆大学的B.H.Hone研究组开展了采用PDM S薄片作为转移介质的研究工作。如图9所示，他们首先将制作好有PDM S的生长有石墨烯的Ni基体放入腐蚀液中(Fecl3溶液或者酸溶液)。腐蚀完成后，带有石墨烯的PDM S片会漂浮在液而上。用水清洗PDM S片后，将其粘贴在日标基体上，静置去除气泡后再揭下PDM即可将石墨烯转移到目标基体之上。这种方法利用了PDM S与常见材料的结合力非常小的特性，可以将石墨烯转移到多种基体上，如硅片、玻璃、PET等。