Nat Commun：通过可控保形接触实现无裂纹、污染和褶皱的二维材料的大面积转移

石墨烯和其他二维(2D)材料在各种基底上的可用性形成了大面积应用的基础，例如石墨烯与硅基技术的集成，这需要石墨烯在硅上具有优异的载流子迁移率。然而，2D材料仅通过化学气相沉积方法在有限的原型衬底上产生。可靠的生长后转移技术不会产生裂纹、污染和褶皱，对于将2D材料层叠到任意基底上至关重要。

近日，北京大学刘忠范院士，彭海琳教授，Li Lin展示了一种方法，形成保形接触，界面粘附工程在2D机制。

文章要点

1）通过在PMMA中添加含羟基的挥发性分子(OVM)(雪松醇、α-松油醇、芳樟醇和冰片)或低玻璃化转变温度(T_g)的聚合物(聚碳酸亚丙酯，PPC ),可以实现石墨烯和目标衬底之间的共形接触，并且可控的共形接触使我们能够实现将Cu晶片上的4英寸石墨烯单晶晶片和Cu箔上的A4尺寸石墨烯薄膜转移到刚性SiO₂/Si和软聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底上。

2）石墨烯和目标基底之间的可控一致性很容易通过支撑膜的结构设计来实现，精细的一致性实现了机械地移除支撑膜，而不会在大面积上产生新的裂缝或污染。此外，与剥离的石墨烯相比，转移的石墨烯表现出改善的载流子迁移率。结果显示，由此产生的与增强的粘附力的一致性促进了支撑膜与石墨烯的直接分层，提供了超洁净的表面，以及在4k下高达1420000 cm² v¹ S¹的载流子迁移率。

由于这种方法中避免了有机溶剂废物处理和生长衬底的蚀刻，所以可以容易地被修改用于未来的工业生产。

参考文献

Zhao, Y., Song, Y., Hu, Z. et al. Large-area transfer of two-dimensional materials free of cracks, contamination and wrinkles via controllable conformal contact. Nat Commun 13, 4409 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-31887-z

https://doi.org/10.1038/s41467-022-31887-z