近日，浙江大学交叉力学中心提出一种双电极定向刻蚀转移石墨烯的方法，相关成果以“High-quality graphene transfer via directional etching of metal substrates”为题发表在期刊《Nanoscale》杂志上。

石墨烯转移技术是衔接石墨烯制备与应用的关键技术，在石墨烯产业化过程中具有重要地位。研究团队通过在石墨烯转移过程中采取双电极电化学刻蚀的方法，使铜基底在刻蚀过程中具有方向性，从而释放石墨烯中的内应力，并有效减少转移过程中产生的褶皱、破损等缺陷，提高转移后石墨烯的质量。

在铜基底随机刻蚀过程中，石墨烯薄膜在垂直方向上有很大的褶皱变形，从而对石墨烯造成破坏。通过施加一对铜电极，使铜电极、刻蚀液、铜/石墨烯片形成双电极，可以定向控制刻蚀的方向，有效减少垂直方向的高度差，降低对石墨烯的破坏。对转移得到的石墨烯薄膜进行光学显微镜、电子显微镜检测，对区域进行拉曼扫描、原子力显微镜扫描，对薄膜进行电学性能表征，均表示转移质量优于传统石墨烯转移方法。

双电极定向刻蚀转移方法有望为石墨烯应用提供更加有效的转移技术，而且该方法还可以拓展到其他金属基底上的二维材料，实现更广阔的作用。

图1 定向刻蚀过程及原理示意图

图2 随机刻蚀和定向刻蚀结果比较

图3 转移结果表面平整度和方块电阻测试

图4 随机刻蚀中的褶皱形成