由于其简单且经济高效的制造工艺，激光诱导石墨烯(LIG)为各种环境下有趣的电子应用提供了可能性，包括片上实验室场景。这种有吸引力的材料可以在多种有机基材上生产，但最常见的是聚酰亚胺片材，其通用性通常不如其他塑料基材。此外，它们对多种波长的不可见光不透明，限制了它们在需要完全透明材料的实验中的适用性。因此本文提出了一种新的廉价转移方案，该方案利用热塑性基材在溶剂中的部分溶解性，使它们渗透到LIG中，将其从聚酰亚胺上剥离，并进行了优化，以最大限度地减少转移的LIG(t-LIG)薄层电阻。
LIG是利用CO2激光烧蚀PI片而产生的。PI被放置在激光切割台上，并在拐角处添加了一些重量，以在激光切割过程中保持其平坦和清晰。功率和速度分别设置为5W和5cm/s。然后在乙醇中清洁生产的LIG电极，以去除任何灰尘或石墨烯微薄片。溶剂从电极蒸发后，将容纳电极的塑料基板喷上溶剂，然后将PI与其接触。然后，对两个基板进行加压和加热。15分钟后，温度和压力迅速降低，PI从塑料基材上剥离（图1）。并使用乙醇作为溶剂优化了PMMA基材转移。压力和温度设置为50 bar和70 °C。
图1. a)LIG的转移技术。通过CO2激光产生LIG后，将溶剂喷涂在PI上。然后将PI与塑料基板接触进行转移。接下来，增加压力和温度。15分钟后，PI即可剥离，LIG完全转移到塑料基板上。b)顶部是在PI上的LIG。下面是转移到PMMA上的LIG。
在LIG在PI上生成并转移到PMMA上，使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对其进行分析。从图2可以清楚地看出，转移过程后LIG的外观明显不同。一旦由PI激光产生，LIG就会出现分布在几个焦平面上的羊毛状和完整的丝状生长。然而，一旦应用转移程序，材料就会发生巨大变化，变得片状且更加致密。这一证据可以通过转移过程反转塑料基板上的LIG层并暴露划线PI上的LIG先前背面来解释。
图2.a)在PI上的LIG和 b)转移后在PMMA上LIG的SEM图像。
使用相同的EC电势窗口，HOPG表现出比标准LIG和t-LIG更低的电流密度,如图3所示。这两个在500 mV左右表现出两个还原-氧化小峰，与一些氧化过程合理相关，而在t-LIG情况下这些氧化过程大大降低。此外，在这种情况下，电流密度几乎减半，这可能是由于已经证明的薄层电阻所致。此外，析氧反应的EC电势（OER，HOPG为1000 mV）向较低电势移动。分析表明，与标准相比，t-LIG的反应性有所降低，尽管代价是材料电阻率升高。
图3. HOPG（黑线）、PI（绿线）上的LIG（红线）和PMMA（红线）上的转移LIG的循环伏安法。我们为每个CV添加了偏移量，以便在同一图像中绘制所有伏安图，而无需任何叠加。将数据乘以适当的系数以突出伏安图中的细节。
Laser-induced graphene wet transfer technique for lab-on-chip applications
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.sna.2024.115746
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