CVD法制備石墨烯清潔無損轉(zhuǎn)移難題攻克，高端應(yīng)用迎來曙光(轉(zhuǎn)載稀碳咨詢)

        金屬所沈陽材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實驗室先進(jìn)炭材料研究部石墨烯研究組發(fā)展了一種以小分子松香作為轉(zhuǎn)移介質(zhì)的轉(zhuǎn)移方法，實現(xiàn)了大面積石墨烯的潔凈、無損轉(zhuǎn)移。相比于傳統(tǒng)使用的PMMA等高分子轉(zhuǎn)移介質(zhì)，小分子松香樹脂不僅易溶于多種有機(jī)溶劑，與石墨烯的相互作用弱得多，而且可以形成足夠強(qiáng)度的薄膜以起到在轉(zhuǎn)移過程中支撐石墨烯的作用。

圖1 以松香作為轉(zhuǎn)移介質(zhì)制備的潔凈、無損的大面積石墨烯薄膜

研究發(fā)現(xiàn)，以松香轉(zhuǎn)移的石墨烯薄膜在表面粗糙度、結(jié)構(gòu)完整性、光電性能及其均一性等方面均遠(yuǎn)優(yōu)于以PMMA轉(zhuǎn)移的樣品。單層石墨烯薄膜的最大表面粗糙度僅為15納米，透光性高達(dá)97.4%，在大面積范圍內(nèi)其面電阻的變化小于1%。多次轉(zhuǎn)移后得到的5層石墨烯薄膜的導(dǎo)電性得到了極大的提高，但其最大表面粗糙度也僅為35納米。

圖2 以松香轉(zhuǎn)移的石墨烯薄膜作為透明電極制備的大面積柔性O(shè)LED器件

在此基礎(chǔ)上，他們與中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所馬東閣研究組的研究人員合作，以這種表面潔凈、結(jié)構(gòu)完整、粗糙度極低的石墨烯作為透明電極，制備出發(fā)光均勻、面積達(dá)56平方厘米的4英寸石墨烯基柔性O(shè)LED原型器件，其亮度高達(dá)10,000 cd m-2，已達(dá)到照明和顯示的實用要求，并且數(shù)次彎折后性能不衰減。

上述結(jié)果為CVD方法制備的石墨烯等二維材料的潔凈無損轉(zhuǎn)移提供了一個通用策略，對促進(jìn)其在大面積電子、光電等器件中的應(yīng)用具有重要意義。

該成果得到了科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委杰出青年基金、重大項目、創(chuàng)新群體以及中科院重點部署項目等的資助，于2月24日在Nature Communications上在線發(fā)表（Nature Communications, DOI: 10.1038/NCOMMS14560, 2017）。