2.7　石墨烯的轉移

由膠帶剝離法得到的石墨烯薄片具有優異的電學、光學、熱學、力學、化學性質^[126～128]，但由于剝離的石墨烯尺寸往往較小（通常為微米級），該方法并不適合于實際應用。而CVD法可獲得大尺寸高質量的石墨烯，可用作透明電極在觸摸屏和發光二極管以及柔性電子元件中應用^[127,128]。為了滿足石墨烯的基礎研究以及應用需求，需將在金屬上CVD法合成的石墨烯轉移至絕緣基底（例如SiO₂/Si和藍寶石等絕緣氧化物基底、聚合物基底）上。值得一提的是，CVD法在很多金屬基底上都能獲得大面積石墨烯，這使得石墨烯的各種轉移技術都有了很大的進展。然而，任何轉移方法都無法完全避免轉移過程中引入的缺陷和污染，這使得進一步研究和優化現有的轉移方法以及探索新的轉移方法成為石墨烯相關研究中最具活力的領域之一。基于此，本節對石墨烯的轉移方法進行了概述。

2.7.1　將機械剝離的石墨烯轉移至任意基底上

對于機械剝離法而言，通常需要將石墨烯剝離至Si/SiO₂基底上從而有利于觀察所得到的石墨烯，然而，這同時也限制了石墨烯相關器件的制備。因此，為了實現剝離石墨烯的更廣泛應用，需要將剝離至SiO₂/Si基底上的石墨烯轉移至其他基底上。2008年，借鑒早期報道的用于轉移碳納米管的方法^[88]，Reina等人發展了一種將石墨烯從SiO₂/Si基底轉移至任意其他基底上的方法^[89]，這使得研究石墨烯在不同基底上的性質以及在其他基底上制備石墨烯器件成為了可能。他們首先通過微機械剝離HOPG在SiO₂/Si基底上獲得了剝離的石墨烯，之后他們將剝離于SiO₂/Si基底上的石墨烯轉移到了其他基底上。圖2.35為他們的轉移過程示意圖，該方法的轉移步驟如下：首先是在沉積有石墨烯的SiO₂/Si基底上旋涂一層PMMA（如6000r·min^–1旋涂6s或2000r·min^–1旋涂60s），之后在179℃下加熱10min使聚合物發生固化。值得注意的是，不同研究中報道的旋涂和固化聚合物的參數往往會有所不同。由于在轉移的過程中需要將石墨烯與基底分離，而石墨烯并不能自支撐，因而這種聚合物在轉移石墨烯的過程中是不可或缺的。由于碳碳鍵的結合力相對較強，石墨烯會優先黏附到固化后的聚合物表面。待聚合物發生固化后，將整個樣品浸泡于1mol·L^–1的NaOH溶液中，只需要一部分的SiO₂層被刻蝕掉便可釋放出PMMA/石墨烯（PMMA/Gr）膜。由于石墨烯的疏水性以及水表面張力，釋放出的PMMA/Gr膜會漂浮于水面上，而經刻蝕后的SiO₂/Si基底會沉入溶液底部，借此將PMMA/Gr與SiO₂/Si基底分開。由于少量刻蝕液會殘留在PMMA/Gr膜上，因而需將分離得到的PMMA/Gr膜在去離子水（deionized water，DI water）中漂洗數次從而除去這些雜質。在把PMMA/Gr膜轉移至目標基底上時，需注意將有石墨烯的一面貼在目標基底上。隨后，再用丙酮溶解石墨烯表面的PMMA，即可完成石墨烯的轉移。由于該方法可以實現石墨烯從初始SiO₂/Si基底至其他目標基底的原位轉移（即石墨烯片在轉移后與轉移前的位置基本保持不變），因而通過對比轉移前后的光學照片，便可很容易地辨別石墨烯所在的位置從而進行后續的研究。

Zettl等人報道了一種將剝離得到的石墨烯從SiO₂/Si基底上轉移至電鏡載網（碳包覆的多孔TEM載網）上的方法^[129]，他們分別采用了三種不同的方法來轉移得到自支撐的石墨烯。在第一種方法中，他們首先用光學顯微鏡確定了單層石墨烯在SiO₂/Si基底上的位置，然后將TEM載網覆有碳膜的一面朝下放置在石墨烯上，在TEM載網上滴一滴異丙醇（isopropanol，IPA）并讓其自然揮發。隨著IPA的揮發，液體的表面張力會使TEM載網上的碳膜與石墨烯緊密接觸。當IPA完全揮發后，在緊挨著TEM載網的位置再滴一滴IPA。隨著液滴漫延并浸潤TEM載網，IPA會滲入TEM載網上的碳膜以及SiO₂/Si基底的表面。之后，為了提高石墨烯與碳膜之間的黏附力，再將樣品在200℃下加熱5min。待冷卻至室溫后，再將整個基底以及TEM載網浸入30%的氫氧化鉀溶液中。此時氫氧化鉀會逐漸地刻蝕二氧化硅，最終使得附有石墨烯的TEM載網與SiO₂/Si基底分離。然后用鑷子將附有石墨烯的TEM載網在水和IPA中進行漂洗，再將其置于空氣中晾干，便可在TEM載網的多孔碳膜表面得到自支撐的單層或少層的石墨烯。在第二種方法中，他們避免了酸、堿刻蝕液的使用：首先在Si/SiO₂表面旋涂一層10～30nm厚的PMMA層，然后將石墨烯剝離至PMMA表面，接著按第一種方法中的步驟依次進行，隨后用熱丙酮或者甲基吡咯烷酮去除基底上的聚合物，從而使附有石墨烯的TEM載網與SiO₂/Si基底分離，在TEM載網完全干之前再次將其浸入IPA中，最后將其置于空氣中晾干，便可得到自支撐的單層或少層的石墨烯。第三種方法，也是最簡便的一種方法，是直接將TEM載網放在石墨烯上，然后滴加一滴IPA使石墨烯黏附在TEM載網的碳膜上，待IPA完全蒸發后，再次在TEM載網旁滴加一滴IPA，使附有石墨烯的TEM載網與SiO₂/Si基底分離開并懸浮在IPA表面。在上述的三種方法中，雖然第三種方法最簡單，可是這種方法獲得的石墨烯的面積覆蓋率只有25%。相對于前兩種方法而言，盡管這種方法的產率并不高，但它是最有效的一種轉移無酸、堿或PMMA殘留的石墨烯的方法。

2.7.2　剝離SiC表面外延生長的石墨烯

SiC表面外延生長法可以制備大面積的石墨烯，同時此方法獲得的石墨烯質量也較高^[130,131]。然而，由于SiC基底具有很強的抗腐蝕性，因而常用的濕式（刻蝕）轉移法并不適用于轉移SiC表面外延生長的石墨烯，因此需要用干式轉移法（如剝離法）對SiC上外延生長的石墨烯進行轉移。最初，Lee等人使用了透明膠帶將SiC上外延生長的石墨烯轉移至其他基底上^[132]。然而，與機械剝離法一樣，這種方法也很難獲得大面積單層的石墨烯。通常情況下，這種方法轉移的石墨烯片的尺寸僅為1μm²，根本原因是膠帶與石墨烯之間的作用力比石墨烯與SiC基底之間的作用力更弱。為了解決這個問題，Unarunotai等人對上述方法進行了如下改進^[133]：首先在外延生長的石墨烯/SiC基底上用電子束蒸鍍沉積一層100nm的Au，然后旋涂（3000r·min^–1旋涂30s）一層厚度約為1.4μm的聚酰亞胺（polyimide，PI）聚合物，并在110℃下加熱2min使其固化，作為外加的支撐層，以便隨后的機械剝離。將石墨烯剝離后，將其轉移至其他基底上，然后分別用氧等離子體刻蝕和濕式化學刻蝕來除去PI和Au支撐層。后來，Unarunotai等人又對此方法作了改進，實現了石墨烯的逐層剝離，轉移示意圖如圖2.36所示^[134]。首先在外延生長的石墨烯/SiC基底上用電子束蒸鍍一層Pd，然后再旋涂一層PI聚合物，接著剝離一層石墨烯至目標基底上，然后除去Pd，便可在目標基底上獲得一層石墨烯；重復以上步驟便可以一層一層地將石墨烯轉移至同一基底上。雖然該法可以將外延生長的大面積的石墨烯轉移至其他基底上，但需要注意的是，支撐層的沉積以及后續的移除過程容易引入缺陷，因此這種轉移方法無法得到高質量的石墨烯膜^[135]。此后，Caldwell等人報道了另一種改良的干式轉移法^[135]。他們使用熱釋放膠帶（thermal release tape，TRT）替代了普通的透明膠帶，并通過施加額外外力提高了膠帶和石墨烯間的作用力。此外，通過對目標基底（即SiO₂/Si基底）進行預處理，他們還進一步增強了基底對轉移石墨烯的黏附。

這種轉移方法的具體步驟如下：首先將一片TRT壓在外延生長的石墨烯上，并用不銹鋼板覆蓋在TRT表面，之后將其放于真空腔室內，抽真空至約5×10^–4 Torr（1Torr=133.322Pa）后，在鋼板上施加3～6N·mm^–2的壓力5min，從而將TRT均勻地壓在石墨烯/SiC上。實驗結果表明，隨著壓力從3N·mm^–2增加至5N·mm^–2，轉移所得的石墨烯的質量也會提高，但當壓力進一步提高至6N·mm^–2時，卻只能得到小片的石墨烯片，因此，當施加的壓力大小合適時才能得到最好的轉移效果。接著將TRT/Gr一起從SiC基底上剝離，便可實現石墨烯與SiC基底的分離，從而將石墨烯從SiC基底轉移至目標基底上（如SiO₂/Si基底）。為了在轉移后移除TRT，需要將樣品加熱至TRT的釋放溫度以上，此時TRT的黏合力會變弱，利于它的除去。值得注意的是，利用TRT會在轉移后的石墨烯表面殘留一些污染物，因而需要在轉移后用有機溶劑對所得石墨烯進行清洗，然后置于250℃下退火除去有機溶劑。

雖然干式轉移法是目前轉移SiC上外延生長石墨烯的唯一可行的方法，但上述方法并不能將SiC上生長的石墨烯完整地轉移到目標基底上，因而需要進一步探索新的方法從而更好地將SiC上外延生長的石墨烯轉移至目標基底上。

2.7.3　將金屬上以CVD法生長的石墨烯轉移至任意基底上

CVD法能夠制備大尺寸、高質量、層數可控的石墨烯，因此成為制備石墨烯的主流方法。為了實現石墨烯的實際應用，需要將其從生長基底表面轉移至絕緣基底上。目前已有眾多的研究者試圖將金屬基底上CVD生長的石墨烯大面積、無損地轉移至其他基底上。接下來，我們將介紹聚合物輔助轉移法、直接干式轉移和濕式轉移法、大規模卷對卷轉移法以及滑移轉移法，其中重點論述各類轉移方法的基本原理以及如何實現大面積石墨烯的轉移。

聚合物輔助轉移法是目前主流的轉移方法，其基本流程如圖2.37所示。其中PMMA是使用最廣泛的聚合物，早期人們曾用它轉移單壁碳納米管陣列。2009年，Ruoff等人用PMMA對生長在Cu箔上的石墨烯進行了轉移^[91]。方法為：在平整的石墨烯/Cu箔表面旋涂一層PMMA膜，之后加熱固化；然后將層狀PMMA/Gr/Cu箔置于刻蝕液中，對Cu箔進行刻蝕，最終獲得漂浮于溶液表面的PMMA/Gr。當Cu被完全刻蝕后，將PMMA/Gr從刻蝕液中移出，再用去離子水清洗，然后用目標基底撈取PMMA/Gr膜，烘干后用丙酮除去PMMA，便可完成轉移。其中，Cu的刻蝕時間取決于刻蝕劑的濃度以及Cu箔的面積和厚度；根據報道，面積為1cm²、厚度為25μm的Cu箔在0.05g·mL^–1的Fe(NO₃)₃溶液中需要刻蝕一夜^[91]。除了Fe(NO₃)₃溶液以外，FeCl₃溶液（0.03g·mL^–1）也被用于刻蝕Cu基底^[137]。此外，在其他金屬基底（如Ni）上以CVD法生長的石墨烯也可用類似的濕式刻蝕法實現轉移。此方法簡單易行，成功率高；而其中存在的主要問題是轉移后石墨烯易出現裂紋、褶皺以及PMMA殘膠無法完全去除，同時還會在石墨烯表面殘留少量金屬顆粒。

關于PMMA對轉移的影響，Li等人發現固化后的PMMA膜是硬質涂層，這使得PMMA/Gr很難和目標基底完全貼合，進而使得除膠之后的石墨烯無法自發弛豫，從而使得石墨烯在與基底未完全貼合的區域會產生破損和裂紋^[136]。如圖2.37所示，他們將PMMA/Gr置于基底上，并再次旋涂PMMA溶液，從而使之前的PMMA固化膜部分溶解，進而“釋放”下層的石墨烯，增加石墨烯與基底貼合度^[136]。此外，Suk等人在用目標基底撈取PMMA/石墨烯之前，對目標基底進行了親水性處理（用食人魚溶液處理硅片或用氧等離子體處理硅片），從而提高了PMMA/石墨烯在基底表面的貼合性。然后他們又在高于PMMA玻璃化轉變溫度（T_g）的150℃下烘烤（使PMMA膜層發生軟化）除去水分，這使得PMMA/石墨烯具有柔性，從而提高了PMMA/Gr膜與基底的貼合性，進而減少了石墨烯表面的破損及褶皺^[138]。通常情況下，在用丙酮除去PMMA層后，石墨烯的表面往往會殘留少量的聚合物雜質，這些殘膠會影響SiO₂/Si基底上石墨烯場效應晶體管的電學性質^[139]：當殘留的PMMA表面吸附甲酰胺時，在柵電壓接近0V時，會有較強的p型摻雜，這使得室溫下的載流子遷移率至少會增加50%；而當石墨烯表面殘留的PMMA吸附有H₂O/O₂分子時，在柵電壓接近0V時，p型摻雜則較弱，從而對遷移率的影響也較弱。旋涂的PMMA膠的濃度越大，對石墨烯電學性質的影響也越大^[140]。而通常可以用IPA沖洗石墨烯以減少聚合物的殘留，還有一種方法是將轉移的石墨烯進行低壓（通入Ar、H₂或N₂/H₂混合氣）退火（溫度200～400℃，時間約3h），這兩種方法都可以有效地除去PMMA的殘留^[140～142]。

針對Cu箔在刻蝕過程中容易形成氧化物顆粒殘留的問題，北京大學劉忠范課題組借鑒了半導體制造工藝中用于清洗Si片的RCA標準清洗法^[143]。他們將刻蝕Cu基底后的PMMA/石墨烯浸入到H₂O∶H₂O₂∶HCl = 20∶1∶1的溶液中去除離子和重金屬原子，再將其放入H₂O∶H₂O₂∶NH₄OH = 5∶1∶1的溶液中去除難溶的有機污染物。此外，該課題組還創新性地引入電化學刻蝕法來避免氧化物殘留的問題^[144]：將PMMA/Gr/Cu箔放入硫酸電解液中作為工作電極，以Pt作為對電極，使Cu箔表面發生Cu–2e^–Cu²⁺的氧化反應，這使得Cu箔的刻蝕效率大大提高。此外，這種方法還能除去石墨烯表面的金屬雜質。

受到此類電化學刻蝕反應的啟發，中國科學院金屬研究所的成會明課題組發展了一種電化學鼓泡法用于Pt上生長的石墨烯的轉移，如圖2.38所示^[145]。由于Pt具有化學惰性，不能通過濕式刻蝕將其除去，因而需要用電化學鼓泡法轉移其上生長的石墨烯。首先在石墨烯/Pt表面旋涂一層PMMA，將其烘干后浸入NaOH溶液中，用作電解池中的陰極。根據電解的原理，水會在陰極表面發生還原反應析出H₂，反應式如下：2H₂O(l)+2e^–H₂(g)+2OH^–。在這個電解的過程中，石墨烯與Pt之間會產生大量的氫氣泡，從而使得PMMA/Gr在幾十秒內便可從Pt表面分離，這比常規的刻蝕金屬的過程要快很多。之后，再用去離子水漂洗PMMA/Gr，然后將其轉移至目標基底，晾干后用熱丙酮除去PMMA，并用高純氮氣吹干，即可成功得到轉移后的石墨烯。值得注意的是，整個Pt基底在這個轉移過程中不會發生任何化學反應，因此這種電化學鼓泡分離法能夠實現Pt基底的重復利用，從而降低石墨烯生長以及轉移的成本。

由于PMMA轉移法中存在諸多問題（如丙酮對有機基底的破壞，轉移的面積略小），研究者們還嘗試采用其他各種聚合物進行石墨烯轉移，如TRT^[146,147]、聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）^[92,148]、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）^[137,149]，試圖避免丙酮的使用或者提高轉移得到的石墨烯的尺寸。

上述的聚合物輔助轉移法將不可避免地在轉移后的石墨烯表面帶來污染，而且轉移工序復雜。為此，人們嘗試直接在目標基底和金屬之間完成轉移。該類方法的核心是利用膠黏劑、層壓貼合、靜電力吸附等方式，使目標基底和石墨烯之間產生足夠強的相互吸引力，從而使得石墨烯脫離金屬表面。環氧基樹脂是最重要的一類膠黏劑，它的使用有效減少了石墨烯表面的褶皺和破損。然而，這種方法轉移之后，膠黏劑會殘留在石墨烯和基底之間，對石墨烯有摻雜作用并增大石墨烯薄膜的表面粗糙度。Kim等人將紫外環氧樹脂膠涂覆在目標基底表面后，用紫外燈在高溫下進行固化，該膠在固化時會收縮，由此產生的應力可以降低石墨烯的方塊電阻^[150]。Han等人發展了一種無聚合物的MET（mechano-electro-thermal）轉移法，實現了向多種基底（如PET、PDMS、玻璃等）的轉移^[151]。此方法的關鍵在于，通過施加機械壓力、熱、靜電使石墨烯與目標基底之間充分接觸，從而使石墨烯與目標基底的黏附能大于石墨烯與Cu基底之間的黏附能，進而實現石墨烯與Cu基底的分離并黏附在目標基底上，整個轉移過程如圖2.39所示。首先將目標基底置于石墨烯/Cu箔上，然后在適當加熱溫度及低真空下，于整個區域內施加機械壓力，然后再施加靜電力，維持這種狀態幾十分鐘，待溫度降至90℃后，將樣品從設備中取出，隨后將目標基底輕微彎曲，并用鑷子小心地將Cu箔剝開，便可將石墨烯與Cu箔分離。對于PET、玻璃、PDMS這類基底而言，只有當溫度高于360℃且施加的電壓大于600V時，才能將石墨烯完全從Cu箔上剝離；此外，MET過程還需在低真空條件下進行。較苛刻的轉移條件使得這種方法難以應用于大規模生產中。

此后，Chen等人發展了一種不需要任何有機物支撐層或黏結劑的轉移方法^[152]。他們利用靜電力作用從Cu箔表面轉移出極其干凈的石墨烯，這種方法簡稱CLT（clean-lifting transfer），其轉移過程如圖2.40所示。首先他們將靜電發生器放置在離目標基底2.54cm（1 in）的地方，使靜電發生器在目標基底間發生放電作用，使目標基底表面帶上均勻的負電荷；之后將石墨烯/Cu箔放在目標基底上，目標基底表面的靜電會對石墨烯產生作用力，此時再施加一定壓力使石墨烯/Cu與目標基底接觸更充分，然后將石墨烯/Cu/目標基底放置于硝酸鐵溶液（0.4g·mL^–1）中刻蝕Cu，便可使石墨烯與目標基底完全接觸；最后再用去離子水漂洗石墨烯/目標基底除去金屬離子及刻蝕液，然后再用高純氮將樣品吹干即可。圖2.40（c）、（d）是采用CLT法將石墨烯轉移到硅片和PET膜上的照片，結果表明CLT方法能夠轉移得到大面積無殘膠的石墨烯膜。然而，由于刻蝕過程中溶液向下的表面張力會使石墨烯膜受力不均勻，這導致轉移所得的石墨烯有很多褶皺。除了這種CLT方法，其他的干式轉移法還包括機械剝離法^[153]、疊氮交聯劑分子法^[154]、層壓轉移法^[155]等。

2014年，Loh等人報道了一種“面對面”直接轉移法（圖2.41）^[156]。這種方法受自然界中青蛙能在荷葉上穩固立足（當青蛙跳至荷葉表面時，其足底會與荷葉之間產生大量氣泡，這些氣泡會使得足底與荷葉之間產生強烈的吸引力）的啟發而產生。這種“面對面”轉移法采用了標準化的操作流程，這使得它不會受到操作技巧的影響，同時這種方法對基底的形狀以及大小并無要求，而且能夠在SiO₂/Si上獲得連續的石墨烯薄膜。其具體流程為：首先將SiO₂/Si片用N₂等離子體預處理，從而使得局域形成SiON，再濺射Cu膜，生長石墨烯，此時SiON在高溫下分解，在石墨烯層下形成大量氣孔。在刻蝕Cu膜時，氣孔在石墨烯和SiO₂基底之間形成的毛細管橋能使Cu刻蝕液滲入，同時使石墨烯和SiO₂產生黏附力而不至于脫落。這種方法實現了生長與轉移于同一基底上進行，能夠實現半導體生產線上批量生產。

上述轉移石墨烯的方法多用于科學研究中，因而對轉移面積、成本控制以及轉移效率要求不高。然而對于石墨烯的實際量產而言，則需要兼顧轉移得到的薄膜質量、轉移效率以及工藝成本。研究表明，石墨烯可以在柔性的金屬箔上生長，同時也可轉移至柔性基底（如PET、PI）上，因此半導體領域成熟的卷對卷（roll to roll）真空沉積、層壓、熱壓等工藝，有望用于實現石墨烯薄膜的規模化生產。基于此，Bae等人發展了一種大面積卷對卷連續轉移石墨烯的方法（圖2.42）^[93]。具體過程如下：首先將在直徑約8in的反應腔里的Cu箔上生長的石墨烯與TRT黏附，然后刻蝕Cu箔，將TRT/石墨烯置于目標基底PET上，并放在兩個輥筒之間，溫和加熱至120℃，將TRT移除，即可在PET上獲得大面積連續的石墨烯薄膜。同時，與PMMA輔助轉移法類似，這種方法也可以實現多層石墨烯的逐漸堆疊。這種基于卷對卷轉移的石墨烯的電子器件的霍爾遷移率高達7350cm²·V^–1·s^–1。然而，在卷對卷過程中，如果速度過快或者需要轉移的目標基底為剛性時，剪切應力便會對石墨烯造成損害^[157]；此外，這種方法使用的TRT會在石墨烯表面有所殘留。

特別值得一提的是，武漢大學化學與分子科學學院的付磊課題組設計了一種基于液態金屬表面生長的石墨烯的超快滑移轉移法（圖2.43）^[158]。這種方法受到了自然界里蝸牛在爬行過程中會留下黏液［圖2.43（a）］的啟發。他們首先通過CVD過程在液態金屬表面獲得了大面積、缺陷少、層數均勻的石墨烯，這種表面長有石墨烯的液態金屬便被看作是一種特殊的“石墨烯液態蝸牛”，當這只“石墨烯液態金屬蝸牛”在目標基底上爬行時，即能將石墨烯滑移到基底上［圖2.43（a）］。液態金屬由于其獨特的物態，其中原子具有良好的可易位性，這是液態金屬上石墨烯能夠采用滑移方法實現轉移的前提。在整個轉移過程中，僅需施加一個水平滑移力，即可在數秒內將石墨烯從液態金屬表面滑移轉移到目標基底上［圖2.43（b），（c）］。與此同時，由于整個過程中沒有引入任何輔助載體，所以此法獲得的石墨烯表面非常干凈、無雜質（如常規轉移方法難以避免的殘膠）殘留［圖2.43（c）］。更有趣的是，這只“石墨烯液態金屬蝸牛”是可以拓展的。通過改變液態金屬的組分［如改為Ga-In-Sn（62%-25%-13%）時］，這只蝸牛的熔點可以降低至5℃，使得在低溫下仍能實現快速轉移。如若改變蝸牛爬行的“陸地”，如SiO₂/Si、石英、塑料，則可將石墨烯轉移至各種不同的基底上，且轉移后的石墨烯仍具有較小的缺陷以及良好的導電性［圖2.43（e）］。總而言之，滑移轉移法具有超快速（幾秒）、可控性高（均勻的層數、大面積和精確定位）和高保真（無褶皺、無裂紋、無污染）的特色，這將極大地推進石墨烯的基礎研究和其未來的工業化應用。

2.7.4　任意基底上生長的石墨烯的通用轉移法

對于SiO₂上生長的石墨烯，可以采用傳統的聚合物輔助法轉移；而對于具有化學惰性的藍寶石基底，便無法利用這種方法轉移。為此，研究者們發展了一種特殊的濕式化學轉移法，用于轉移在藍寶石上生長的石墨烯^[159]，具體轉移過程如圖2.44所示。首先他們在石墨烯/藍寶石上旋涂PMMA并將其固化，然后將PMMA/石墨烯/藍寶石放入NH₄OH∶H₂O₂∶H₂O=1∶1∶3的溶液中，再將溶液置于熱臺上加熱到80℃。此時溶液會分解產生O₂，從而產生大量的氣泡。這些氣泡會將PMMA/石墨烯膜與藍寶石分離開。待溶液中的H₂O₂完全分解以后，便可將PMMA/石墨烯/藍寶石浸入去離子水中，從而利用水的表面張力將PMMA/石墨烯膜從藍寶石基底上分離下來。這種鼓泡分離的機理與Cheng等人報道的電化學分離機理類似，但這種方法的操作更為簡便，而且不需要發生電化學反應。此外，通過這種方法，他們還可以在無須刻蝕生長基底的情況下轉移Cu、Mo/Ni、SiO₂等基底上生長的石墨烯。

2.7.5　小結

石墨烯在電子信息、能源等領域擁有廣闊的應用前景，不同的應用對石墨烯的質量、產量和制備成本也有不同的要求，因而需要發展各種制備和轉移石墨烯的方法。在本節的討論中，某些轉移方法可能更適合基礎研究、研發，而某些轉移方法則更適合規模化的工業生產。對于實際應用而言，需要進一步發展大面積轉移石墨烯的技術。目前，合成大面積石墨烯薄膜的方法層出不窮，這也對后續的轉移過程提出更高要求：需要轉移出與生長面積大小類似的石墨烯薄膜；需要減少甚至避免對石墨烯和目標基底的破壞，從而保證大面積薄膜完整、無污染；轉移方法需要適用于不同溫度下多種有機以及無機目標基底；需要降低對昂貴設備、復雜工藝、熟練技巧的依賴，從而在簡單設備上實現標準化操作；需要在石墨烯轉移之后重復利用原生長基底，降低石墨烯的生長以及轉移成本。