專利名稱：石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法。
背景技術(shù)：
石墨烯的出現(xiàn)在科學界激起了巨大的波瀾，石墨烯具有非同尋常的導電性能、超出鋼鐵數(shù)十倍的強度和極好的透光性，它的出現(xiàn)有望在現(xiàn)代電子科技領(lǐng)域引發(fā)一輪革命。在石墨烯中，電子能夠極為高效地遷移，而傳統(tǒng)的半導體和導體，例如銅和硅遠沒有石墨烯表現(xiàn)得好。由于電子和原子的碰撞，傳統(tǒng)的半導體和導體用熱的形式釋放了一些能量，目前一般的電腦芯片以這種方式浪費了 70%-80%的電能，石墨烯則不同，它的電子能量不會被損耗，這使它具有了非同尋常的優(yōu)良特性。
現(xiàn)有技術(shù)中，有采用CVD法直接生長石墨烯薄膜于基底表面。如2008年5月29日申請，2010年7月21日公告的，公告號為CN101285175B的發(fā)明專利，“化學氣相沉積法制備石墨烯的方法”，揭示了一種生長石墨烯的方法，該方法在形成有催化劑的襯底表面生長石墨烯后，再用溶液去除催化劑，從而獲得石墨烯薄膜。實際應用中，常常需要將石墨烯薄膜作為整體導電薄膜使用，并且該石墨烯薄膜需要安裝電極。然而，由于石墨烯薄膜的厚度非常小，在通過上述方法獲得石墨烯薄膜后，再將其轉(zhuǎn)移并安裝電極的方法比較復雜，容易損壞石墨烯薄膜。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種具有電極的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，該方法獲得的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)具有整體結(jié)構(gòu)，并且工藝簡單。一種石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟提供一金屬基底具有一第一表面，以及一與所述第一表面相對的第二表面；米用化學氣相沉積法在所述金屬基底的第一表面生長石墨烯薄膜；于金屬基底的第二表面方向上圖形化該金屬基底，形成電極。一種石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟提供一金屬基底具有一第一表面，以及一與所述第一表面相對的第二表面；米用化學氣相沉積法在所述金屬基底的第一表面生長石墨烯薄膜；于所述金屬基底的第一表面沉積一高分子層覆蓋所述石墨烯薄膜形成一石墨烯復合薄膜；以及，采用光刻的方法由所述基底的刻蝕所述金屬基底的第二表面，圖形化該金屬基底。相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述石墨烯薄膜的制備方法，通過化學氣相沉積法將石墨烯薄膜生長于金屬基底表面，該石墨烯薄膜的面積較大。另外，通過刻蝕的方法，將金屬基底刻蝕成圖形化的金屬基底，從而更加有利于該石墨烯薄膜的應用，還具有工藝簡單的優(yōu)點。
圖I為本發(fā)明第一實施例的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法的流程圖。圖2為本發(fā)明第一實施例的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法的工藝流程示意圖。
圖3為本發(fā)明第一實施例的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法獲得的石墨烯薄膜中的石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明第一實施例的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法制備的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明第二實施例的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法的流程圖。圖6為本發(fā)明第二實施例的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法的工藝流程圖。圖7為本發(fā)明第二實施例的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法中，熱壓過程的示意圖。圖8為本發(fā)明第二實施例的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法制備的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9為本發(fā)明第三實施例的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法制備的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.一種石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟 提供一金屬基底，該金屬基底具有一第一表面以及與所述第一表面相對的第二表面； 采用化學氣相沉積法在所述金屬基底的第一表面生長石墨烯薄膜；以及 于金屬基底的第二表面方向上圖形化該金屬基底，形成電極。
2.如權(quán)利要求I所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述金屬基底的厚度為100納米至100微米。
3.如權(quán)利要求2所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述金屬基底為鎳箔。
4.如權(quán)利要求2所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述金屬基底為銅箔。
5.如權(quán)利要求I所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述采用化學氣相沉積法在所述金屬基底的第一表面生長石墨烯薄膜的步驟包括以下步驟 將所述金屬基底放入一反應室內(nèi)，800攝氏度至1500攝氏度范圍內(nèi)處理所述金屬基底的第一表面； 向反應室內(nèi)通入碳源氣，于所述金屬基底的第一表面生長石墨烯薄膜；以及 將所述金屬基底冷卻至室溫，取出生長有石墨烯薄膜的金屬基底。
6.如權(quán)利要求5所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述高溫處理所述金屬基底的第一表面在氫氣條件下進行。
7.如權(quán)利要求6所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述石墨烯生長的步驟中，反應室中持續(xù)通入氫氣。
8.如權(quán)利要求7所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述冷卻所述金屬基底的步驟中，反應室中持續(xù)通入氫氣以及碳源氣。
9.如權(quán)利要求8所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述氫氣與碳源氣的通氣流量比的范圍為45:2 15:2。
10.如權(quán)利要求I所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述圖形化該金屬基底的步驟包括以下步驟 在所述金屬基底的第二表面形成一犧牲層，該犧牲層包括多個條帶狀的凹槽以露出所述第二表面； 刻蝕由所述多個條帶狀的凹槽露出的所述金屬基底的第二表面，露出所述石墨烯薄膜；以及 去除剩余的犧牲層材料，獲得一石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求10所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述犧牲層的材料為一聚合物，該聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚脂或硅醚樹脂。
12.如權(quán)利要求10所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述刻蝕由所述多個條帶狀的凹槽露出的所述金屬基底的第二表面的方法為濕法刻蝕或者干法刻蝕。
13.如權(quán)利要求10所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述剩余的犧牲層材料采用有機溶劑去除。
14.一種石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟 提供一金屬基底，該金屬基底具有一第一表面以及與所述第一表面相對的第二表面；采用化學氣相沉積法在所述金屬基底的第一表面生長石墨烯薄膜； 在所述金屬基底的第一表面設置一高分子層覆蓋所述石墨烯薄膜形成一石墨烯復合薄膜；以及 刻蝕所述金屬基底的第二表面，圖形化所述金屬基底。
15.如權(quán)利要求14所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述刻蝕所述金屬基底的第二表面，圖形化所述金屬基底的步驟包括以下步驟 于所述金屬基底的第二表面形成一犧牲層，該犧牲層包括多個條帶狀的凹槽以露出所述第二表面； 刻蝕由所述多個條帶狀的凹槽露出的所述金屬基底的第二表面，露出所述石墨烯薄膜；以及去除剩余的犧牲層材料，獲得一石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求14所述的石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述于金屬基底的第一表面設置一高分子層覆蓋所述石墨烯薄膜形成一石墨烯復合薄膜的步驟包括以下步驟 在所述金屬基底的第一表面的石墨烯薄膜表面形成一高分子層；以及 熱壓所述金屬基底，使所述石墨烯薄膜與所述高分子層復合成一石墨烯復合薄膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石墨烯導電膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟提供一金屬基底具有一第一表面，以及一與所述第一表面相對的第二表面；采用化學氣相沉積法在所述金屬基底的第一表面生長石墨烯薄膜；于金屬基底的第二表面方向上圖形化該金屬基底，形成電極。
文檔編號C23C16/24GK102800419SQ20111014026
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者姜開利, 林曉陽, 肖林, 范守善 申請人:清華大學, 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司