利用粘附力可切换铁电聚合物干法转移CVD石墨烯薄膜

尽管化学气相沉积（CVD）可以在铜（Cu）箔上制备米级高质量石墨烯（Gr），但其实际集成仍受制于转移过程中的挑战。传统的湿法转移速度慢、产生化学废物且缺乏可扩展性，而现有的干法转移方法由于 Gr-Cu 粘附力强以及难以精确调控界面力，往往面临机械损伤和残留物问题。在此，展示了一种全干法、工业兼容的转移平台，该平台利用具有静电可切换粘附力的铁电聚（偏氟乙烯-三氟乙烯）（P(VDF-TrFE)）薄膜，同时作为机械支撑层和转移层。对 P(VDF-TrFE) 进行负电晕极化会在石墨烯中诱导 p 型掺杂。密度泛函理论计算证实，这在降低 Gr-Cu 粘附力的同时增加了 P(VDF-TrFE)-Gr 粘附力，从而实现了石墨烯从 Cu 箔上的清洁、大规模剥离，覆盖率达 >99%。随后在 P(VDF-TrFE) 的居里温度（≈135 °C）以上进行热退火会使薄膜去极化，中和界面电荷以实现清洁释放。该方法在包括二硫化钼和六方氮化硼在内的其他二维（2D）材料上也展现了通用性。至关重要的是，该工艺已在使用全自动系统的厘米级样品上得到验证，转移时间 <5 min，凸显了通往高质量 2D 材料薄膜工业化规模生产的可行途径。