德克萨斯大学《AM》：大规模石墨烯的卷对卷干法转移

成果简介

石墨烯应用的一个主要挑战是缺乏大规模和高质量石墨烯生长和转移的大规模生产技术。本文，德克萨斯大学Nan Hong等研究人员在《Advanced Materials》期刊发表名为“Roll-to-Roll Dry Transfer of Large-Scale Graphene”的论文， 研究报道了一种用于通过化学气相沉积生长的大规模石墨烯的卷对卷 (R2R) 干转移工艺。该过程快速、可控且环保。避免了化学污染，并允许重复使用石墨烯生长基板。

通过控制R2R干转印过程的张力和速度，薄层电阻达到9.5kΩsq -1，在R2R干转移石墨烯样品中报告的最低。R2R干转移样品用于在聚合物上制造基于石墨烯的场效应晶体管 (GFET)。事实证明，这些柔性 GFET的掺杂水平接近于零，栅极漏电流比使用湿化学蚀刻石墨烯样品制备的GFET低1到2个数量级。R2R干转移石墨烯的可扩展性和均匀性通过成功转移3×3in 2样品并使用均匀分布在样品上的36毫米尺度GFET测量其场效应迁移率得到进一步证明。R2R 干转移石墨烯的场效应迁移率确定为205±36cm2V-1。

图文导读

图1、R2R石墨烯干转移工艺和样品制备程序。

图2、电阻测量方法和边缘效应

图3、（a-c）剥离力为5N、10N 、15N时转移石墨烯样品的表面电阻变化。d) 不同剥离条件下转移石墨烯的平均电阻。

图4、a) R2R石墨烯干转移过程的帕累托前沿图。b) 在两种确定的剥离条件下转移到 PET/EVA上的石墨烯的 SEM 图像。

图5、a) 基于石墨烯的场效应晶体管的制备。b)三个干式 R2R GFET 的I DS – V GS曲线。c) 干式 R2R 和湿式转移器件的电荷中性点（掺杂水平）的比较。d) 三种不同类型石墨烯样品的比较。e) 栅极漏电流的相对值比较。

图6、a) 铜样品上的单层石墨烯。b) PET/EVA 样品上转移石墨烯的图像。c) 3*3英寸场效应迁移率的映射。转移石墨烯/EVA/PET 样品。d) 迁移率随剥离起点的位置变化而变化。e) R2R 干转移样品、湿蚀刻石墨烯-PMMA 样品之间迁移率值的比较，以及报告的值

文献：https://doi.org/10.1002/adma.202106615