TRT一般由发泡黏合剂和PET薄膜组成,是一种通过加热控制薄膜黏附力的特殊胶带,加热后胶带失去黏性而自动脱落,主要性能参数包括热剥离温度和不同温度下的黏附力。将TRT用于大面积石墨烯转移的方法如下:将撕去剥离层的TRT与石墨烯/铜箔平整地紧密贴合;腐蚀铜箔、清洗晾干;将TRT/石墨烯与目标基底紧密贴合,烘烤至热剥离温度以上,胶带自发脱落,转移完成。
Bae等率先利用TRT在柔性PET基底上转移石墨烯,并在胶带上增加一层光固化环氧树脂膜,从而提升转移至PET基底上的效果。利用两块平整的金属盘,对TRT/石墨烯/刚性目标基底的层状结构加热加压数十秒后转移石墨烯,该技术关键是对金属盘温度和压力的控制。对热压过程中金属盘的压力进行有限元分析,当薄膜在整个平面内力学载荷分布均匀时,发现形变损伤较少、薄膜缺陷少、方块电阻的区域均匀性好。TRT转移法可重复性强,转移面积大(约450mm×450mm)。Bae等将TRT与石墨烯金属基底黏合滚压,刻蚀金属后,将TRT和石墨烯转移到PET上,经热滚压脱离TRT得到位于PET上的石墨烯,所获得的单层石墨烯在可见光区的透过率为97.5 %,方块电阻也低至125Ω/□。Kang等用TRT将石墨烯用热滚压的方式成功实现了向刚性基底的转移,并且结合了卷对卷工艺能量产石墨烯。但是因为石墨烯和铜表面的平整度不够,导致转移后的薄膜连续性较差。另外,为减小石墨烯剥离时的形变损伤、减少薄膜缺陷,还需要考虑热剥离时的温度以及不同温度下的黏附力。
TRT不仅是一种聚合物替代品,其真正优点在于适用于石墨烯的卷对卷转移。精密卷绕对位是一个通常用于造纸或金属轧制工业的工艺,当施加热量和压力时,两个滚筒一起旋转并挤夹在中间的纸或金属。图3-23显示了在PET上的石墨烯应用于触摸面板。
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图3-23 TRT转移石墨烯的过程及其应用
(a)TRT转移石墨烯的过程示意图;(b)转移至透明基底上的30in的单层和双层石墨烯薄膜;(c)石墨烯薄膜制作的触摸屏
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