西安交通大学徐友龙教授团队在CVD石墨烯转移研究中取得进展

　　成果简介
　　石墨烯薄膜的完整性和清洁度是石墨烯器件的核心。然而，只有当转移膜面积较小（小于2╳2厘米）时，才能保证石墨烯薄膜的清洁度和完整性，这导致石墨烯器件的制备效率极低，限制了其产业化应用。因此，本文，西安交通大学徐友龙教授团队在《Carbon》期刊发表名为＂Surface tension traction transfer method for wafer-scale device grade graphene film＂的论文，研究提出了一种基于化学气相沉积（CVD）铜的单层、多层石墨烯和单晶石墨烯的晶片规模（6英寸）、完整且清洁的转移方法（表面张力牵引法），适用于各种目标衬底（刚性衬底，如：SiO/Si、GaN、玻璃等或柔性衬底，如：PI、PET、PEN等）。
　　玻璃的使用确保了石墨烯膜在各种溶液之间转移时不会与转移介质（载玻片、玻璃或硅片）直接接触。水的表面张力可以确保石墨烯在水面上扩散，从而将石墨烯断裂、褶皱和污染的可能性降至最低。这也直接大大减少了PMMA层的残留物。62500个点的拉曼光谱峰强比（I/I）的平均值仅为0.02318，由转移石墨烯制备的GFET的平均空穴迁移率可以达到3438±84 cm/Vs，这显示了转移石墨烯的卓越品质和均匀性。转移的石墨烯有望应用于透明、导电电极、柔性薄膜、电子器件、散热和防腐等领域，推动CVD石墨烯薄膜的工业化生产。
　　图文导读
　　图1. 晶圆级大面积无损石墨烯转移到SiO2/Si衬底的典型过程示意图。
　　图2。石墨烯薄膜的数字照片（a–c）和OM图片（d-e）将红色转移到SiO2/Si衬底上。（a） 4英寸PMMA/石墨烯/SiO2/Si；（b） 4英寸石墨烯/SiO2/Si；（c） 6英寸石墨烯/SiO2/Si；和OM图片（d–e）石墨烯/SiO2/Si。
　　图3.四个不同区域的AFM表面形貌分析（a-d）和台阶高度分析（e-f）。
　　图4.（a）C1s 和 （b） 测量扫描光谱的高分辨率 XPS 光谱。
　　图5.（a） 成功制造4英寸GSS石墨烯场效应晶体管的数码照片;（b-d）GFET-1和GFET-2的晶体管传输特性曲线，跨导和空穴/电子迁移率。
　　小结
　　综上所述，本文报告了一种大面积、晶圆级清洁和无损伤的CVD石墨烯转移的STT技术。我们用OM、拉曼光谱、原子力显微镜和XPS来研究转移到衬底上的石墨烯的质量和均匀性。并制作了GFET来评估其电气性能。XPS测量证实石墨烯的组成只有C原子，表明蚀刻溶液。这种低成本、低污染的CVD石墨烯转移技术有望促进CVD石墨烯在电子器件和其他领域的应用。
　　文献：
　　https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.12.055