[实用新型]一种PE增强的多源二维材料制备设备

说明书

本实用新型公开了一种PE增强的多源二维材料制备设备，该制备设备包括控制区与反应区，反应区设置在控制区的上部，控制区包括控制台、射频发生器、真空获取泵、工控电脑，射频发生器与真空获取泵设置在控制台的一侧，工控电脑设置在控制台的中间区域，控制台的另一侧设有真空计；反应区包括：反应台、PE耦合源、加热反应器、固态源放置区、石英腔体，反应台固定设于控制台的顶部。本实用新型通过反向低温升华气体作为载体使固态源到基体上二次反应，从而很好的控制生长工艺，通过PE增强解决气源裂解温度在400度以内，通过另一面独立设计一个区域放置固态源并控制其升华温度不受反应区的影响。

技术领域

本实用新型涉及二维材料加工设备领域，具体涉及一种PE增强的多源二维材料制备设备。

背景技术

二维材料属于新型材料的一种，目前只是少数国家在二维材料上展开基础研究，二维材料是即石墨烯后又一大热门。二维材料是由单层或少数层原子或者分子层组成，层内由较强的共价键或离子键连接，而层间则由作用力较弱的范德瓦耳斯力结合，因结构独特而具有奇特的特性与功能。目前，二维材料主要包括石墨烯(GN)、拓扑绝缘体(TI)、过渡金属硫系化合物(TMDCs)、黑磷(BP)等。

二维材料的制备源分为固态源、液态源、气态源三种，材料本身的物理性能差距很大，传统的化学气相沉积(CVD)设备无法实现工艺生产的需求。现有的CVD由于气态源裂解的温度需要800℃以上，固态的升华温度只有200℃左右，而二维材料的生长温度不能高于600℃，使得三者在理论上无法实现生长和反应，存在气体低温裂解、高温相互影响的问题。

本实用新型的二维材料制备设备利用PE增强低温裂解，利用多区滑动减少相互干扰及不同温度的源沉积目的，利用加热气体载体实现二维材料薄膜的制备，为制备出高质量的二维材料提供了有效的装备支持。

实用新型内容

为了克服上述的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种PE增强的多源二维材料制备设备，通过反向低温升华气体作为载体使固态源到基体上二次反应，从而很好的控制生长工艺，通过PE增强解决气源裂解温度在400度以内，通过另一面独立设计一个区域放置固态源并控制其升华温度不受反应区的影响。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种PE增强的多源二维材料制备设备，包括控制区与反应区，反应区设置在控制区的上部，所述控制区包括控制台、射频发生器、真空获取泵、工控电脑，射频发生器与真空获取泵设置在控制台的一侧，工控电脑设置在控制台的中间区域，控制台的另一侧设有真空计；

所述反应区包括：反应台、PE耦合源、加热反应器、固态源放置区、石英腔体，反应台固定设于控制台的顶部；法兰支撑座的顶部设有真空密封法兰，PE耦合源、加热反应器、固态源放置区依次远离真空密封法兰的一侧设置，PE耦合源、加热反应器固定设置在反应台上；所述石英腔体呈中空圆柱状，其一端与真空密封法兰连接，穿过PE耦合源、加热反应器、固态源放置区后的另一端连接有进气口；

所述固态源放置区远离加热反应器一侧的侧壁设有进气支撑台，进气支撑台的顶部设有进气支撑座，进气支撑座对进气口进行支撑；进气口的另一端通过压缩波纹管连接有真空接口，真空接口的底部设有接口滑动座。

作为本实用新型进一步的方案，所述反应台的一侧顶部设有法兰支撑座，另一侧的侧壁连接有第一导轨；所述加热反应器与第二导轨的底部设有第二滑块，第二滑块与第一导轨滑动连接。

作为本实用新型进一步的方案，所述接口滑动座的底部设有第一滑块，固态源放置区远离加热反应器一侧的侧壁底部设有第二导轨，第一滑块与第二导轨滑动连接。

该多源二维材料制备设备的工作方法，包括以下步骤：