单层石墨烯转移新技术，达到超过99%的产率！

二维材料由于其独特的物理和化学性质，成为了材料科学和纳米技术领域的研究热点。然而，要将这些材料应用于电子和光电子器件需要克服大面积转移的技术难题。目前，二维材料的制备通常依赖于化学气相沉积或机械剥离等方法，但这些方法在大面积转移方面存在一系列的挑战。传统的转移方法，如基于聚合物支撑层的转移，往往在转移过程中引入有机残留物，降低了材料的质量和电学性能。此外，转移过程可能导致二维材料的电子性质和质量退化，增加了制备过程的复杂性和成本。

日本九州大学全球创新中心Atsushi Yasui & Hiroki Ago教授团队提出了一种利用可调控粘附力胶带的新型转移方法。该胶带利用紫外光控制其粘附力，使其在转移过程中能够优化粘附到二维材料表面，特别是对于单层石墨烯的转移效果达到了超过99%的产率。此外，通过调整粘附层的组成和转移程序，这种方法还能够成功转移其他二维材料，包括双层石墨烯、过渡金属二硫化物、六方氮化硼和堆叠异质结构。

这一创新的转移方法不仅成功实现了对多种二维材料的大面积转移，而且在转移过程中保持了这些材料的高质量和优异的电学性能。通过研发的胶带库，研究者们展示了这一技术的通用性和多功能性，使得不同类型的二维材料能够轻松地被转移到各种基底上，包括陶瓷、纸张、塑料等。相关研究成果以“Ready-to-transfer two-dimensional materials using tunable adhesive force tapes”为题发表于《Nature Electronics》。

图1. 紫外光胶带辅助转移单层石墨烯及其表征。

图2. 与其他转移方法的比较。

图3. UV 胶带辅助石墨烯转移机制。

图4. 其他2D材料的转移和堆叠异质结构的制备。

图5. MoS2和石墨烯的切割和转移过程。

图6. 2D 胶带的多功能性及其应用。

该研究在二维材料转移领域提出了一种创新的方法，通过使用经紫外光照射调控粘附力的功能性胶带，成功实现了各类大面积二维材料的高效转移。这一技术突破不仅解决了传统转移方法中普遍存在的污染和缺陷问题，还实现了对转移后材料表面的高度清洁。

通过比较与传统转移方法，研究者展示了该方法在转移单层石墨烯、双层石墨烯、过渡金属二硫化物和多层氮化硼等二维材料时的优越性。更为重要的是，该方法不仅可用于制备垂直堆叠的多层二维材料结构，而且允许对堆叠角度进行精确控制，为多样化电子器件的设计提供了可能性。

此外，研究者还展示了该方法的广泛适用性，不仅可以在平整基底上实现转移，还可轻松应用于具有曲面、沟槽和孔洞等不同表面结构的目标基底。该技术的可塑性使其成为各种应用领域的可靠选择，例如电子器件制备、储能设备和传感器等。最令人振奋的是，研究者通过切割胶带的方式，提出了一种经济高效的创新工艺，降低了对材料的需求，从而降低了生产成本。

审核编辑：刘清