柔性石墨烯/锗异质结的制备方法与转移方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115881839A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211473690.3C23C14/18(2006.01)(22)申请日2022.11.22C23C14/28(2006.01)(71)申请人西安工程大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路19号(72)发明人李连碧丁斌斌李蕾贡楷文王蓉李泽斌张国青夏蔡娟宋立勋曹得重臧源胡继超林生晃(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214专利代理师曾庆喜(51)Int.Cl.H01L31/028(2006.01)H01L31/109(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称柔性石墨烯/锗异质结的制备方法与转移方法(57)摘要本发明公开了柔性石墨烯/锗异质结的制备方法，以高纯Ge作为靶材，铜箔石墨烯作为衬底，激光作为粒子激发源，采用PLD法在铜箔石墨烯上沉积锗薄膜。本发明还公开了柔性石墨烯/锗异质结的转移方法，给制备好的柔性石墨烯/锗异质结旋涂PMMA支撑膜，然后用CuSO4溶液刻蚀掉铜箔，实现柔性石墨烯/锗异质结的整体转移。本发明提供的柔性石墨烯/锗异质结的制备方法及转移方法解决了石墨烯由于光吸收率低，导致石墨烯探测器的光响应度较低，石墨烯自身的光生载流子寿命短的问题，可以制备出近红外高响应、高速度的石墨烯基异质结。CN115881839ACN115881839A权利要求书1/2页1.柔性石墨烯/锗异质结的制备方法，其特征在于，以Ge作为靶材，铜箔石墨烯作为衬底，激光作为粒子激发源，采用PLD法在铜箔石墨烯上沉积锗薄膜。2.根据权利要求1所述的柔性石墨烯/锗异质结的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：步骤1、将铜箔石墨烯放入进样室，将进样室气压抽至与生长室相同，即1×10‑1Pa以下；步骤2、将铜箔石墨烯送至生长室，将生长室气压抽至1×10‑4Pa以下，加热到500℃‑590℃，进行生长；步骤3、向生长室通入N2，打开激光器预热30min‑50min；步骤4、调整激光光路，照射Ge靶材，靶材与铜箔石墨烯间距为6.2cm‑8.6cm，沉积30min‑60min；步骤5、沉积结束后，抽真空至进样室与生长室的真空度相差一个数量级，取出成品材料，即得柔性石墨烯/锗异质结。3.根据权利要求2所述的柔性石墨烯/锗异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤2中加热方式为以15℃/min‑25℃/min的速率加热到500℃‑590℃。4.根据权利要求2所述的柔性石墨烯/锗异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤4中激光脉冲频率3Hz‑7Hz，激光能量为530mJ‑630mJ，Ge靶材的纯度为99.99999％。5.柔性石墨烯/锗异质结的转移方法，其特征在于，按照权利要求1‑4任一所述柔性石墨烯/锗异质结制备方法制备得到的柔性石墨烯/锗异质结，给该柔性石墨烯/锗异质结旋涂PMMA支撑膜，然后用CuSO4溶液刻蚀掉铜箔，实现柔性石墨烯/锗异质结的整体转移。6.根据权利要求5所述的柔性石墨烯/锗异质结的转移方法，其特征在于，具体转移步骤如下：步骤1、将柔性石墨烯/锗异质结放入匀胶机中，滴上PMMA溶液旋涂16s‑38s，重复旋涂操作，使PMMA溶液完全覆盖锗薄膜；步骤2、将步骤1中旋涂好的柔性石墨烯/锗异质结加热20min‑30min，加热温度90℃‑120℃，固化PMMA，得到PMMA/柔性石墨烯/锗异质结；步骤3、用丙酮擦拭PMMA/柔性石墨烯/锗异质结中铜箔的背面；步骤4、将PMMA/柔性石墨烯/锗异质结放入CuSO4溶液中，静止12‑24小时，得到去除铜箔的PMMA/柔性石墨烯/锗异质结；步骤5、用去离子水把步骤4中得到的PMMA/柔性石墨烯/锗异质结清洗3‑5次，然后将PMMA/柔性石墨烯/锗异质结转移至柔性PI衬底，得到PMMA/柔性石墨烯/锗/PI异质结；步骤6、对PMMA/锗/石墨烯/PI异质结进行水浴除胶，得到柔性石墨烯/锗/PI异质结；步骤7、将柔性石墨烯/锗/PI异质结烘干，即完成柔性石墨烯/锗异质结的转移。7.根据权利要求6所述的柔性石墨烯/锗异质结的转移方法，其特征在于，所述步骤1中旋涂操作具体为先以600r/min‑800r/min旋涂6s‑8s，再以3000r/min‑5000r/min旋涂10s‑30s。8.根据权利要求6所述的柔性石墨烯/锗异质结的转移方法，其特征在于，所述步骤4中CuSO4溶液由CuSO4粉末1g:去离子水120mL配置而成。9.根据权利要求6所述的柔性石墨烯/锗异质结的转移方法，其特征在于，所述步骤6中水浴温度为40℃‑60℃，时间为15min‑30min。2CN115881839A权利要求书2/2页1