本发明涉及透明柔性导电材料，具体涉及一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法。
背景技术：
1、近年来，柔性电子产品的快速发展，柔性电极材料的选择成为研究的重点。随着对透明柔性导电材料的大量需求，通过将导电纳米材料(碳纳米管(cnts)、金属纳米线、石墨烯等)与有机高分子薄膜(pedot:pss)进行复合制备柔性导电体成为一种可行的策略。cnts、金属纳米线及其复合材料为一维导电纳米材料网络结构，其中cnts最早被报道用于制备柔性透明电极，具有超过100％拉伸应变。然而，cnts网络不能同时表现出良好的导电性和高光学透明性，限制了它们在光电器件中的进一步应用。金属纳米线网络结构，可以同时具有高导电性和透明性。然而，这种网络结构在一定拉伸应变下，由于网络节点不固定发生滑移，以及发生断裂，导致接触电阻大幅度变化，不能维持薄膜低方阻。石墨烯作为具有优异力学和电学性能的二维(2d)材料，在柔性电子器件领域展现出巨大潜力，成为柔软触摸屏的候选材料之一。它也具有优异的方阻、透射率和可拉伸性能，被广泛用于聚合物发光二极管(pled)、有机太阳能电池、有机晶体管等。然而，石墨烯和有机高分子薄膜(pedot:pss)材料的电导率相对较低，限制了它们在高性能光电子器件中的进一步应用。此外，大部分材料的厚度通常在几百纳米甚至微米范围内，难以用于需要超薄电极的环境下。近几年，涌现出的二维金属薄膜，兼具柔性、高导电性、透明性、超薄等优势，可以有效解决上述材料存在的问题，为柔性电子设备的发展带来革命性的进步。因此，超薄、大尺寸且高质量二维金属薄膜的制备是实现器件性能优异的关键。
2、为了制备高质量的二维金属膜，科研人员探索了许多制备方法。最初是基于固体接触衬底，直接沉积制备金属薄膜。溅射沉积作为一种通用的自上而下的过程在快速制造纳米结构方面脱颖而出，yang等人开发的聚合物表面屈曲剥离法，通过在pva衬底采用磁控溅射成功合成了各种二维金属和二维高熵合金，同时二维金属膜具有可控的几何形状。ma等人采用离子束减薄工艺制备出超薄金属膜，在沉积过程中，金属原子浅注入到基底中形成注入层，注入层的存在能够制备出更薄且原子级光滑的透明导电薄膜。然而，这些二维金属膜的合成对衬底选择性比较严格，在沉积时可能会对薄膜内部产生微观缺陷，从而影响薄膜质量。在固体衬底表面生长薄膜，由于沉积的金属粒子与衬底之间为硬接触，在成膜过程中先生成岛状结构，从而引起金属膜有内应力，且由于原子堆积混乱，因此在一定程度上影响了薄膜的透射率，虽然通过引入缓冲层，可以有效缓解上述问题，但是由此引入复杂的制备工艺也极大的提高了制备的成本。
3、综上所述，现有技术存在如下缺陷：对于当前存在的制备大尺寸金属薄膜的方案，由于制备薄膜的衬底为固体衬底，金属薄膜制备过程中的“岛状”生长机制以及与衬底之间晶格的不匹配，易于在金属膜中引入较多的缺陷和裂纹，从而导致所制备的金属薄膜难以同时实现超薄的厚度和良好的导电性。虽然采用溶液法可以制备质量较高的金属薄膜，但是化学反应难以精准调控以及化学反应需要消耗大量的时间，极大的影响了金属薄膜的制备效率。
技术实现思路
1、本发明提出一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法，目的是解决背景技术部分所述的现有技术缺陷。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：
3、一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法，所制备的金属透明薄膜厚度为3-20nm，包括如下步骤：
4、(1)首先将液体衬底涂覆在平整的基底表面，使其均匀覆盖在基底上方，然后将带有液体衬底的基底放入离子溅射仪的腔体中；
5、(2)将金属靶材固定，关闭腔体，抽真空，开始溅射，通过调节溅射功率和沉积时间来控制金属膜的厚度，溅射完毕后冷却三分钟；
6、(3)待腔体冷却后，取出样品，将目标基底紧贴在金属膜上方，将目标基底和金属膜一起沿着基底缓慢滑下，泡入石油醚中以去除多余的液体衬底；取出后超声清洗，得到完整的金属透明薄膜。
7、优选的，所述的步骤(1)中，将液体衬底涂覆在平整的基底表面的方法为滴涂或旋涂或流延，所述的基底为玻璃。
8、优选的，所述步骤(1)中，液体衬底为聚二甲基硅氧烷或离子液体或甘油或聚乙二醇或聚α烯烃或全氟聚醚中的1种或多种的混合物。
9、优选的，所述步骤(2)中，溅射功率为5w-20w，沉积时间为5-25s。
10、优选的，所述步骤(2)中，金属靶材为au、ag、cu、cr、mo、w、pt、bi以及合金材料中的至少一种。
11、优选的，所述步骤(3)中，目标基底为硅片或sio2或pet或pdms或蓝宝石片或玻璃片。
12、优选的，所述步骤(3)中，超声清洗的时间为5-10min。
13、本发明一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法的有益效果为：
14、1.本发明采用液体衬底进行制备，可以消除因为“岛状”生长机制以及晶格失配导致的缺陷，制备二维金属薄膜质量较高。
15、2.本发明制备方法简单、快速，最快可在5s内(5s是指沉积的时间只需要5s，超声是后续对金属膜进行清洗处理)制备晶圆级金属超薄膜。
16、3.本发明所制备的金属薄膜兼具透明性和导电性，相对于沉积在固体衬底的金属膜透明性更好。
17、4.本发明所制备的二维金属薄膜可以用于柔性电子传感，导电金属薄膜等领域。
1.一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法，其特征为：所制备的金属透明薄膜厚度为3-20nm，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法，其特征为：所述的步骤(1)中，将液体衬底涂覆在平整的基底表面的方法为滴涂或旋涂或流延，所述的基底为玻璃。
3.如权利要求1所述的一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法，其特征为：所述步骤(1)中，液体衬底为聚二甲基硅氧烷或离子液体或甘油或聚乙二醇或聚α烯烃或全氟聚醚中的1种或多种的混合物。
4.如权利要求1所述的一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法，其特征为：所述步骤(2)中，溅射功率为5w-20w，沉积时间为5-25s。
5.如权利要求1所述的一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法，其特征为：所述步骤(2)中，金属靶材为au、ag、cu、cr、mo、w、pt、bi以及合金材料中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法，其特征为：所述步骤(3)中，目标基底为硅片或sio2或pet或pdms或蓝宝石片或玻璃片。
7.如权利要求1所述的一种快速制备晶圆级高质量超薄金属透明薄膜的方法，其特征为：所述步骤(3)中，超声清洗的时间为5-10min。
