由于石墨烯的引人入胜的特性，实现石墨烯的应用前景引起了巨大的科学和工业兴趣。化学气相沉积(CVD)在金属衬底上生长石墨烯，为以可控方式大面积合成石墨烯提供了诱人的机会。但是，将石墨烯从金属衬底转移到所需衬底上的繁琐工作仍然是不可避免的，并且在转移过程中可能会发生石墨烯膜的裂纹，转移引起的掺杂，起皱以及表面污染，这严重降低了石墨烯的性能。此外，在工业规模上进行大规模转移时可能会出现新问题，因此具有成本效益和环境友好的转移技术也变得势在必行。
有鉴于此，北京石墨烯研究院刘忠范院士和曼彻斯特大学李林院士等人，综述了当前石墨烯转移技术的最新进展，总结了石墨烯转移过程中面临的裂纹、不均匀掺杂、褶皱及表面污染等问题，对未来工业规模的CVD石墨烯薄膜转移技术进行了展望。
本文要点
1）石墨烯转移是连接CVD衍生的高质量金属衬底上的石墨烯薄膜和石墨烯应用的重要桥梁。因此，选择合适的转移技术应既取决于所生长的石墨烯薄膜的结构特征，也取决于目标应用。例如，当石墨烯用于集成电路的潜在应用中时，石墨烯转移应着重抑制皱纹和掺杂。相比之下，在石墨烯基透明导电膜的情况下，石墨烯的掺杂是可取的，因为石墨烯的掺杂将有助于改善石墨烯的导电性。因此，具有理想掺杂均匀性的可控掺杂应该是石墨烯转移的重要目标之一。
2）转移后的石墨烯上的裂纹，污染和褶皱问题会降低石墨烯的优异性能，其中完整性应优先于其他方面。裂纹的形成基本上是由于施加在石墨烯上的力的不均匀造成的。因此，在转移过程中石墨烯与基底和转移介质的保形接触变得非常重要。石墨烯的粗糙度相对来说是由生长衬底的表面纹理决定的，并且石墨烯的波纹表面会阻碍保形接触。例如，难以在石墨烯和刚性TRT之间实现保形接触将导致转移后的完整性低。聚合物在石墨烯表面的直接固化可以复制石墨烯的表面结构，保证石墨烯与聚合物之间的牢固结合。抑制皱纹和污染形成的途径应该植根于对其形成机制的理解。例如，聚合物和无定形碳之间通过悬空键之间的强相互作用导致了转移后聚合物残留物在石墨烯表面的普遍分布。因此，去除生长相关的污染物是获得干净的石墨烯表面的关键。
总之，在理想的衬底上获得大面积、连续、无皱和清洁的石墨烯薄膜是石墨烯转移的最终目标，这必将为CVD生长的高质量石墨烯的实际商业应用铺平道路。
参考文献：
Yuqing Song et al. Graphene Transfer: Paving the Road for Applications of Chemical Vapor Deposition Graphene. Small, 2021.
DOI: 10.1002/smll.202007600
https://doi.org/10.1002/smll.202007600
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