Eine gängige Methode zur Übertragung von Graphen ist die Verwendung eines Trägerpolymers wie Poly(methylmethacrylat) (PMMA), um die Übertragung von einem Substrat auf ein anderes zu erleichtern. Das Verfahren beginnt damit, dass das Graphen mit PMMA beschichtet wird, das die Graphenschicht stärkt und während der Übertragung schützt. Das ursprüngliche Substrat, häufig ein Metall wie Kupfer oder Nickel, wird dann weggeätzt, wobei das PMMA-beschichtete Graphen intakt bleibt. Dieses beschichtete Graphen wird dann auf ein neues, in der Regel nichtmetallisches Substrat übertragen, ohne dass die Graphenschicht wesentlich beschädigt wird.
Ausführliche Erläuterung:
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Beschichtung mit PMMA: Graphen, das zunächst auf einem metallischen Substrat gewachsen ist, wird mit einer dünnen PMMA-Schicht überzogen. Diese Polymerschicht dient als Schutz- und Stützschicht und sorgt dafür, dass die empfindliche Graphenschicht bei den nachfolgenden Schritten nicht beschädigt wird.
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Ätzen des ursprünglichen Substrats: Das metallische Substrat, auf dem das Graphen ursprünglich gewachsen ist, wird mit einem geeigneten Ätzmittel weggeätzt. Dieses Verfahren löst das Metall auf, so dass nur das PMMA-beschichtete Graphen zurückbleibt. Die Wahl des Ätzmittels hängt von der Art des verwendeten Metallsubstrats ab. So wird beispielsweise ein Kupferätzmittel verwendet, wenn das Substrat aus Kupfer besteht.
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Reinigung und Übertragung: Nachdem das Metallsubstrat entfernt wurde, wird das PMMA-beschichtete Graphen mit deionisiertem Wasser gereinigt, um alle Rückstände zu entfernen. Der saubere Graphen/PMMA-Film wird dann vorsichtig auf das Zielsubstrat übertragen. Bei diesem Substrat kann es sich um Glas, Silizium oder ein flexibles Polymer wie Polyethylenterephthalat (PET) handeln, je nach der geplanten Anwendung.
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Entfernen des PMMA: Sobald das Graphen sicher auf dem neuen Substrat sitzt, wird die PMMA-Schicht mit Aceton entfernt. Dieser Schritt hinterlässt einen sauberen, unbeschädigten Graphenfilm auf dem Zielsubstrat.
Diese Methode der Übertragung ist entscheidend für Anwendungen, bei denen die Eigenschaften von Graphen erhalten bleiben müssen, z. B. in der Elektronik, in Sensoren und in photovoltaischen Geräten. Die Verwendung von PMMA als Trägerpolymer stellt sicher, dass der Übertragungsprozess zuverlässig ist und das Graphen so wenig wie möglich beschädigt wird, so dass seine elektrischen und mechanischen Eigenschaften erhalten bleiben.
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