[发明专利]一种固液法非破坏性定点转移二维材料的微控制平台

说明书

本发明公开了一种固液法非破坏性定点转移二维材料的微控制平台，包括控制转移部分和成像监测部分；控制转移部分由基座、进样控制装置及三维位移台构成，由进样控制装置控制二维材料的用量，由三维位移台控制二维材料与转移衬底的位置；通过成像检测部分对二维材料的转移过程实时监测，确保二维材料能够精准的转移到衬底上特定的位置，从而实现二维材料的定点转移。本发明采用固液法转移，具有操作便捷简单、样品无污染、位置精度高、转移材料不受破坏、转移量可控及转移质量高的优点，提供了一种任意衬底上非破坏性的转移二维材料的便捷有效的方法。

技术领域

本发明涉及二维材料转移技术领域，尤其是一种固液法非破坏性定点转移二维材料的微控制平台。

背景技术

近年来，二维材料因其优异的物理性质和化学性质引起了科研者的广泛研究。目前，最为广泛的研究方法科研者将二维材料转移至衬底上做器件从而完成相应的性能研究。因此，二维材料转移技术层出不穷。目前研究最彻底、使用最广的二维材料的湿法转移方法是PMMA辅助转移法，但是该方法容易引入杂质，产生裂纹、褶皱、空洞等缺陷，破坏样品的完整性，且成品率不高。最广泛的二维材料干法转移方法是胶带剥离法。如“One-dimensional electrical contact to a two-dimensional material, L. Wang et al.,Science, 342, 614–17.”提出：利用透明胶带剥离二维材料，将透明胶带上的剥落薄片与衬底直接接触以实现二维材料的直接转移。但是，该方法无法实现二维材料的定点转移，而且剥离的样品尺寸不可控，引入了杂质。同类定点转移专利“一种用于二维材料定点转移和对准光刻的一体化系统”（201811230466.5）提出三维操纵台实现二维材料的对准转移。但是，由于压制工艺，该方法可能会破坏2D材料，更不适用于悬浮衬底上转移二维材料，且转移过程中的加热过程可导致样品的性能破坏，影响样品的研究。目前二维材料的转移技术仍有很大的研究空间。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种固液法非破坏性定点转移二维材料的微控制平台，本发明通过操控控制转移部分的进样控制系统，实现二维材料的尺寸控制，操控控制转移部分的三维微位移台以控制二维材料与衬底的位置，通过成像检测部分对二维材料的转移过程实时监测，从而实现二维材料的定点转移，具有操作简便、制备效率高、成品质量高、无破坏性、位置可控、尺寸可控等优点。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种固液法非破坏性定点转移二维材料的微控制平台，其特点包括控制转移部分和成像监测部分；

所述控制转移部分由基座、进样控制装置及三维微位移台构成；

所述基座由立柱及工作台呈L型搭建，立柱上设有连接座；

所述进样控制装置由微进样器、螺旋驱动杆、驱动器及夹具构成；

所述夹具呈壳体状，其上设有微进样器安装座及驱动器安装座；

所述微进样器呈针管状，其上设有样品出口及推料杆；

所述螺旋驱动杆设于驱动器的输出端；

所述微进样器垂直设于夹具的微进样器安装座上，驱动器及螺旋驱动杆垂直设于夹具的驱动器安装座上，且螺旋驱动杆与微进样器的推料杆连接；

所述进样控制装置经夹具与基座的连接座连接；

所述三维微位移台由遥控器、载物台及三套传动机构构成，其中，每套传动机构均由微分头驱动器、控制螺旋杆及移动托板构成，且三套传动机构分层设于直角坐标系的X轴、Y轴及Z轴方向上；

所述载物台设于三维微位移台顶层的移动托板上；

所述三维微位移台设于基座的工作台上；

所述成像监测部分由摄像机、显微镜头、电控箱、LED背景光源、显示屏及活动支架构成；