据北京大学官网报导,最近,北京大学化学与分子工程学院刘忠范教授课题组、彭海琳教授课题组,材料科学与工程学院林立特聘研究员课题组与中国科学院力学所魏宇杰研究员课题组通过设计转移媒介的分子结构,在传统的转移媒介聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)加入含羟基易挥发小分子,确保了石墨烯与目标功能衬底之间的共形接触,进而通过机械剥离方法实现了转移介质与石墨烯的分离,得到了洁净、完整的石墨烯表面,实现了大面积石墨烯薄膜无损洁净转移。研究成果以“Large-area transfer of two-dimensional materials free of cracks, contamination and wrinkles via controllable conformal contact”为题,近期发表于《自然-通讯》(Nature Communications 2022, 13, 4409)。文章指出,石墨烯薄膜成功转移的关键是通过转移媒介的结构设计,实现其与目标衬底之间的共形接触。由于石墨烯和目标衬底的良好贴合,可以有效避免转移中石墨烯受到应力而产生的破损和褶皱问题。对于硅基衬底,研究团队设计了含羟基的挥发性小分子嵌入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)链中作为转移媒介,通过加热,小分子挥发导致PMMA链重新堆叠,推动石墨烯和目标衬底共形贴合,成功实现4英寸晶圆石墨烯完整转移。对于粗糙度较高的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate, PET)衬底,通过将低玻璃化转变温度的聚碳酸亚丙酯嵌入PMMA链中,加热后聚合物玻璃化转变,使得石墨烯在PET表面铺展浸润,实现A4尺寸石墨烯薄膜的完整转移,完整度可达99%。