一種可控的二維材料柔性轉移方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料技術領域，涉及一種二維材料的轉移方法，特別是涉及一種局部應力小并能夠精確定位的二維材料轉移方法。
【背景技術】
[0002]常用的一■維材料包括石墨稀，一■硫化鑰，一■硫化鶴等，從石墨稀的成功制備之后，關于二維材料的研宄和應用近年發展迅速，在微電子領域、生物檢測領域和電池領域有廣泛的應用前景。目前二維材料的主要制備方法有機械剝離法，化學氣象沉積法和化學氧化還原法，其中機械剝離法是研宄基本的凝聚態物理問題和制作高性能的微納器件時制作二維材料樣品的主要方法，相比于其他方法，其可以制得質量的單晶薄層二維材料，但是由于機械剝離所得的薄層二維材料面積小，分布隨機，使得進一步的實驗研宄和維納器件的制造存在相當的局限性，此外，不同材料的復合結構也是提高材料性能和開發維納器件功能的研宄方向，但存在一些如薄膜材料等作為目標基底時強度非常差，無法通過傳統的石墨稀定點轉移方法[發明專利:一種石墨稀選擇性定點轉移方法，公開號:103435036A]實現。由此，一種將二維材料精確定點的轉移到目標基底的目標位置且不破壞目標基底原有機構和性能的方法對二維材料的研宄和應用有著重要的科學意義和實用價值。
【發明內容】
[0003]發明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種可控的二維材料柔性轉移方法，用于解決將二維材料精確定點的轉移到目標基底的目標位置，且轉移的過程不破壞目標基底原有機構和性能，兼容性和可擴展性性能好。
[0004]技術方案:為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0005]一種可控的二維材料柔性轉移方法，包括以下步驟:
[0006]I)獲取目標二維材料樣品，置于普通基底上；
[0007]2)在所述普通基底上噴涂聚碳酸亞丙酯膠溶液；
[0008]3)靜置，待所述聚碳酸亞丙酯溶液中的溶劑揮發，聚碳酸亞丙酯成薄膜狀；
[0009]4)將所述聚碳酸亞丙酯薄膜加熱固化，所述目標二維材料樣品依附于成形的聚碳酸亞丙酯薄膜下方；
[0010]5)揭下已固化并吸附著所述目標二維材料樣品的所述聚碳酸亞丙酯薄膜，安裝在設于微觀操作手上的聚二甲基硅氧烷緩沖層上；
[0011]6)所述微觀操作手將所述目標二維材料樣品轉移至目標基底的目標位置處并壓緊；
[0012]7)加熱目標基底，待所述聚碳酸亞丙酯薄膜液化后，移除微觀操作手；
[0013]8)用有機溶劑去除所述目標基底上殘余的聚碳酸亞丙酯。
[0014]進一步的，在本發明中，步驟I)中，所述獲取目標二維材料樣品的方法包括機械剝離、化學氣象沉積及化學氧化還原方法。
[0015]進一步的，在本發明中，所述目標二維材料樣品的平面大小為IymXlym?10mmX 10mm，厚度為 0.15nm ?100 μ m。
[0016]進一步的，在本發明中，步驟2)中所述聚碳酸亞丙酯溶液的溶劑為丙酮，所述聚碳酸亞丙醋溶液的質量分數為0.lg/ml?0.5g/ml，噴涂厚度為0.1mm?100mm。
[0017]進一步的，在本發明中，步驟3)中所述靜置時間范圍為3h?48h，靜置溫度范圍為(TC ?20。。。
[0018]進一步的，在本發明中，步驟4)中所述加熱固化的溫度為50?120°C，加熱時間為2min ?30mino
[0019]進一步的，在本發明中，步驟5)中所述聚二甲基硅氧烷緩沖層的厚度范圍為Imm?1000_ ;所述聚二甲基硅氧烷緩沖層的制備方法為:將柔性透明的二甲基硅氧烷薄膜自吸附在一塊厚度為Imm?5mm的透明玻璃載玻片上。
[0020]進一步的，在本發明中，所述步驟6)是在光學顯微鏡下用微觀操作手進行操作的。
[0021]進一步的，在本發明中，步驟7)中所述加熱方式為加熱平臺恒溫加熱，使聚碳酸亞丙酯薄膜液化的溫度為120°C?240°C，持續時間為Imin?lOmin。
[0022]進一步的，在本發明中，步驟8)中所述有機溶劑為丙酮。
[0023]進一步的，在本發明中，所述目標基底為純介質層或復合介質層。
[0024]有益效果:本發明提供的可控的二維材料柔性轉移方法，具有以下優勢:
[0025]1、能夠兼容多種不同的制作工藝所得的二維材料，對二維材料的尺寸要求寬松，兼容性好，通用性強。
[0026]2、在顯微鏡下操作，定位精確，且在實驗過程中可反復校準，精度高。
[0027]3、轉移過程中有緩沖層起到緩沖作用，產生的局部應力小，對目標基底的沖擊小，具有保護功能，不會破壞目標基底。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明一種可控的二維材料柔性轉移方法的工藝流程圖；
[0029]圖2為本發明的微觀操作手在轉移時的結構圖；
[0030]圖3為本發明方法步驟I)中的結構示意圖；
[0031]圖4為本發明方法步驟3)中的結構示意圖；
[0032]圖5為本發明方法步驟5)中的結構示意圖；
[0033]圖6為本發明方法步驟6)中轉移方法的結構示意圖；
[0034]圖7為本發明方法步驟6)中壓緊方法的結構示意圖；
[0035]圖8為本發明方法步驟7)中的結構示意圖；
[0036]圖9為本發明方法步驟8)中的結構示意圖；
[0037]其中，1-目標二維材料樣品；2普通基底；3聚碳酸亞丙酯薄膜；4 二甲基硅氧烷緩沖層；5玻璃載玻片；6目標基底；7殘余聚碳酸亞丙酯。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0039]如圖1所示為一種可控的二維材料柔性轉移方法的流程圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0040]下面實施例對本發明的進行詳細的描述。實施例給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明并不限于以下實施例。
[0041]實施例1:
[0042]將Si02/Si基底上的經機械剝離的二硫化鉬薄層薄片樣品精確轉移到一個氮化硅薄膜上的小孔上并覆蓋小孔且不破壞氮化硅薄膜，包括以下步驟:
[0043]I)將經機械剝離獲得二硫化鉬樣品置于Si02/Si的基底上，然后在顯微鏡下尋找并選擇需要所需的目標二維材料樣品，如附圖3所示；所選擇的樣品為雙層的二硫化鉬薄片，其平面尺寸為長8 μ??，