CN111912683A - 一种基于pdms的块材转移固定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于PDMS的块材转移固定方法，具体步骤如下,打开二维转移平台，将平台加热装置温度设置在65度，并使平台的样品台温度维持在65度左右，提前配置好环氧树脂，将清洗干净的放在烘台上95度烘烤2分钟，然后放置在二维转移平台的样品台上，本发明的一种基于PDMS的块材转移固定方法，同时可以使单晶上表面不被环氧树脂覆盖，能够确保与PDMS接触的单晶面不会被环氧树脂覆盖，调节夹片台和样品台的平面的水平位置，使单晶表面与衬底表面平行,在制备电极时侧面固化的环氧树脂，阻挡电极短路单晶的不同层。
Description
技术领域
本发明涉及块材转移技术领域，特别涉及一种基于PDMS的块材转移固定方法。
背景技术
PDMS又称为二甲基硅氧烷，目前，对于各种块材以及由各种块材制备的各种器件性质得研究一般都需要研究其电学输运特性、光学特性等，而研究这些性质需要不仅需要将块进行解理成薄片，转移到衬底上，有时还需要将块材或者从块材解理下的薄片进行固定；对于上文提到的块材或者薄片的有时需要将其固定在特定的衬底上，然后利用微加工工艺进行处理；目前对于各种材料的薄片与衬底的固定，多是通过范德瓦尔兹力进行结合；这种固定方法存在以下问题：
1.对于一些特殊形状的材料，无法通过传统的范德瓦尔兹力进行固定；例如圆柱形，由于与衬底接触面较小而无法通过范德瓦尔兹力与衬底固定；
2.通过传统的手段，使用胶水等环氧树脂固定的块材，由于环氧树脂不易均匀分布在衬底和块材之间，在块材和衬底之间会留有气泡，且环氧树脂厚度一般都较厚等缺点；
3.对于一些特殊的周期性层状二维材料，有时需要研究层间性质；如果对单晶不进行处理，制备电极时层间会短；
现有的方法，仅仅依靠块材与衬底之间的范德瓦尔兹力连接块材和衬底，其应用范围小，且不能满足一些特殊的场合使用，为此，我们提出一种基于PDMS的块材转移固定方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于PDMS的块材转移固定方法，主要解决以下技术问题：现有的一种基于PDMS的块材转移固定方法，对于一些特殊形状的材料，无法通过传统的范德瓦尔兹力进行固定；例如圆柱形，由于与衬底接触面较小而无法通过范德瓦尔兹力与衬底固定.通过传统的手段，使用胶水等环氧树脂固定的块材，由于环氧树脂不易均匀分布在衬底和块材之间，在块材和衬底之间会留有气泡，且环氧树脂厚度一般都较厚等缺点；对于一些特殊的周期性层状二维材料，有时需要研究层间性质；如果对单晶不进行处理，制备电极时层间会短为此，我们提出一种基于PDMS的块材转移固定方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于PDMS的块材转移固定方法，具体步骤如下：
步骤一，准备工作：
a.打开二维转移平台，将平台加热装置温度设置在65度，并使平台的样品台温度维持在65度左右；
b.将木牙签削的尽可能的尖，竹牙签或者金属针比较硬，容易戳坏单晶和PDMS，因此使用木牙签，从而避免使用竹牙签或者金属针；
c.提前配置好环氧树脂；
d.将清洗干净的放在烘台上95度烘烤2分钟，然后放置在二维转移平台的样品台上；
步骤二，处理单晶：
a.使用Nitto 蓝膜胶带将块状的材料多次解理，或挑出线状单晶最小单元，并将解理完成的单晶转移到PDMS上，其中，蓝膜胶带黏性较低，解理过程中不易留下残胶，从而减少样品的污染，单晶：包括块状单晶和线状单晶。
b.使用牙签将PDMS上单晶附近的杂物尽可能除去。
步骤三，涂胶：
a.将装有PDMS和样品的载玻片置于光学显微镜下，调整焦距使移动显微镜样品台，使单晶处于显微镜视野中心位置。
b.使用削尖后的木牙签，蘸取少许环氧树脂，然后借助光学显微镜，将环氧树脂涂在样品表面。
步骤四，转移单晶：
a.将涂完环氧树脂后的载玻片装载到二维转移平台夹片台上，借助二维转移平台上的显微镜将样品对准衬底合适的位置。
b.下压夹片台，使样品与衬底目标位置进行贴合，应尽量保证贴合紧密。
c.持续65度加热5到8分钟，加热过程中保持样品和衬底之间无相对位移。
d.加热完成后，已开夹片台，取出样品，完成转移。
进一步的，所述环氧树脂覆盖单晶侧面，在制备电极时侧面固化的环氧树脂。
进一步的，所述步骤四中单晶和衬底之间的环氧树脂之间含有的气泡去除。
进一步的，利用聚二甲基硅氧烷薄膜对块材或者二维材料进行转移固定，该方法利用PDMS转移块材到衬底，并借助PDMS和环氧树脂固定块材和衬底。
进一步的，所述环氧树脂固定单晶和衬底。
进一步的，所述步骤四中下压夹片台挤压出多余的环氧树脂，PDMS较为柔软，夹片台通过载玻片挤压PDMS，使得PDMS与柱状单晶接触面增多，挤出多余的环氧树脂。
进一步的，所述步骤二解理中挑出线状单晶最小单元，单晶包括块状单晶和线状单晶。
进一步的，所述步骤二将单晶转移到PDMS上，再涂环氧树脂。
进一步的，所述步骤四夹片台下降到一定高度后，小范围内左右移动或前后移动，单晶和衬底之间的环氧树脂之间含有的气泡去除。
本发明使用环氧树脂固定单晶和衬底，同时可以使单晶上表面不被环氧树脂覆盖，以保证后续工艺能够正常进行。转移过程能够看到PDMS与单晶接触面；通过该步骤，挤压出多余的环氧树脂，由于PDMS较为柔软，因此夹片台通过载玻片能够挤压PDMS，使得PDMS与柱状单晶接触面增多，挤出多余的环氧树脂；转移结束后能够看出单晶裸露出来的面积；由于单晶的厚度一般都比较薄，厚度都在微米级的，因此使用环氧树脂固定单晶和衬底会出现单晶表面全部被环氧树脂覆盖情况，对于后续加工步骤产生影响，以避免出现上述情况，对于少量残余的环氧树脂，可以通过酒精等浸泡去除。
与现有技术相比，本发明的一种基于PDMS的块材转移固定方法，本发明使用环氧树脂固定单晶和衬底，同时可以使单晶上表面不被环氧树脂覆盖，以保证后续工艺能够正常进行；将单晶转移到PDMS上，再涂环氧树脂；能够确保与PDMS接触的单晶面不会被环氧树脂覆盖，借助PDMS表面的柔软性，当二维转移平台夹片台下压的时，单晶表面与PDMS接触面积会增大，同时会有更多的可以挤压出单晶附近的环氧树脂，下压的力度不同，挤压出的环氧树脂多少也不同，以此来控制环氧树脂的高度；将单晶转移到PDMS上，再涂环氧树脂，单晶较PDMS更易与环氧树脂结合，单晶较PDMS更易与环氧树脂结合，因此环氧树脂会形成水滴状，位于单晶表面，而脱离PDMS表面；在使用牙签涂环氧树脂的过程中，应该依据单晶实际面积大小，涂合适量的环氧树脂；当二维转移平台的夹片台下降到一定高度后，小范围内左右移动或前后移动，从而使单晶和衬底之间的环氧树脂中的气泡除去；调节夹片台和样品台的平面的水平位置，使单晶表面与衬底表面平行。
本发明通过环氧树脂覆盖单晶侧面，在制备电极时侧面固化的环氧树脂，环氧树脂固化后具有绝缘性，可以阻挡电极短路单晶的不同层。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
附图说明
图1为本发明一种基于PDMS的块材转移固定方法的电极短路单晶层间情况示意图。
图2为本发明一种基于PDMS的块材转移固定方法的涂完环氧树脂示意图。
图3为本发明一种基于PDMS的块材转移固定方法的转移过程结构示意图。
图4为本发明一种基于PDMS的块材转移固定方法的转移结束后示意图。
图5为本发明一种基于PDMS的块材转移固定方法的实际实验中涂完环氧树脂的结构示意图。
图6为本发明一种基于PDMS的块材转移固定方法的实际实验中转移过程结构示意图。
图7为本发明一种基于PDMS的块材转移固定方法的实际实验中转移结束后示意图。
图8为本发明一种基于PDMS的块材转移固定方法的实际实验中气泡受压力外溢示意图。
图9为本发明一种基于PDMS的块材转移固定方法的环氧树脂阻挡电极短路单晶层间示意图。
图中：1、电极；2、气泡；3、单晶；4、环氧树脂；5、PDMS；6、载玻片；7、衬底。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-9所示，一种基于PDMS的块材转移固定方法，具体步骤如下：
步骤一，准备工作：
a.打开二维转移平台，将平台加热装置温度设置在65度，并使平台的样品台温度维持在65度左右。
b.将木牙签削的尽可能的尖，竹牙签或者金属针比较硬，容易戳坏单晶（3）和PDMS（5），因此使用木牙签，从而避免使用竹牙签或者金属针。
c.提前配置好环氧树脂（4）。
d.将清洗干净的放在烘台上95度烘烤2分钟，然后放置在二维转移平台的样品台上。
步骤二，处理单晶（3）：
a.使用Nitto 蓝膜胶带将块状的材料多次解理，或挑出线状单晶（3）最小单元，并将解理完成的单晶（3）转移到PDMS（5）上，如图1所示，其中，蓝膜胶带黏性较低，解理过程中不易留下残胶，从而减少样品的污染，单晶（3）：包括块状单晶和线状单晶。
b.使用牙签将PDMS（5）上单晶（3）附近的杂物尽可能除去。
步骤三，涂胶：
a.将装有PDMS（5）和样品的载玻片（6）置于光学显微镜下，调整焦距使移动显微镜样品台，使单晶（3）处于显微镜视野中心位置。
b.使用削尖后的木牙签，蘸取少许环氧树脂（4），然后借助光学显微镜，将环氧树脂（4）涂在样品表面。
步骤四，转移单晶（3）：
a.将涂完环氧树脂（4）后的载玻片（6）装载到二维转移平台夹片台上，借助二维转移平台上的显微镜将样品对准衬底（7）合适的位置。
b.下压夹片台，使样品与衬底（7）目标位置进行贴合，应尽量保证贴合紧密。
c.持续65度加热5到8分钟，加热过程中保持样品和衬底（7）之间无相对位移。
d.加热完成后，已开夹片台，取出样品，完成转移。
环氧树脂（4）覆盖单晶（3）侧面，在制备电极（1）时侧面固化的环氧树脂（4）。
步骤四中单晶（3）和衬底（7）之间的环氧树脂（4）之间含有的气泡（2）去除。
利用聚二甲基硅氧烷薄膜对块材或者二维材料进行转移固定，该方法利用PDMS（5）转移块材到衬底（7），并借助PDMS（5）和环氧树脂（4）固定块材和衬底（7）。环氧树脂（4）固定单晶（3）和衬底（7）。
步骤四中下压夹片台挤压出多余的环氧树脂（4），PDMS（5）较为柔软，夹片台通过载玻片（6）挤压PDMS（5），使得PDMS（5）与柱状单晶（3）接触面增多，挤出多余的环氧树脂（4）。
步骤二解理中挑出线状单晶（3）最小单元，单晶（3）包括块状单晶和线状单晶。
步骤二将单晶（3）转移到PDMS（5）上，再涂环氧树脂（4）。
步骤四夹片台下降到一定高度后，小范围内左右移动或前后移动，单晶（3）和衬底（7）之间的环氧树脂（4）之间含有的气泡（2）去除。
针对于一些特殊形状的材料，无法通过传统的范德瓦尔兹力进行固定。例如丝状单晶（3），丝状单晶（3）直径一般都在微米级，由于与衬底（7）接触面较小而无法通过范德瓦尔兹力与衬底（7）固定。
如图2-3所示，为了解决上述问题，本发明使用环氧树脂（4）固定单晶（3）和衬底（7），同时可以使单晶（3）上表面不被环氧树脂（4）覆盖，以保证后续工艺能够正常进行，例如，后续磁控溅射生长电极等。
图3的转移过程表示了PDMS（5）与单晶（3）接触面；通过该步骤，挤压出多余的环氧树脂（4），由于PDMS（5）较为柔软，因此夹片台通过载玻片（6）能够挤压PDMS（5），使得PDMS（5）与柱状单晶（3）接触面增多，挤出多余的环氧树脂（4）。
图4转移结束后示意图表示了单晶（3）裸露出来的面积，由于单晶（3）的厚度一般都比较薄，厚度都在微米级的，因此使用环氧树脂（4）固定单晶（3）和衬底（7）会出现单晶（3）表面全部被环氧树脂（4）覆盖情况，对于后续加工步骤产生影响，为此本发明进行如下的操作，以避免出现上述情况，对于少量残余的环氧树脂（4），可以通过酒精等浸泡去除。
将单晶（3）转移到PDMS（5）上，再涂环氧树脂（4），这样能够确保与PDMS（5）接触的单晶（3）面不会被环氧树脂（4）覆盖，借助PDMS（5）表面的柔软性，当二维转移平台夹片台下压的时，单晶（3）表面与PDMS（5）接触面积会增大，同时会有更多的可以挤压出单晶（3）附近的环氧树脂（4），下压的力度不同，挤压出的环氧树脂（4）多少也不同，以此来控制环氧树脂（4）的高度。
对于非原子层厚度块状单晶，表面厚度较硬，其表面一般很难与衬底（7）表面贴，因此，通过范德瓦尔兹力进行结合时不易固定两者，直接通过环氧树脂（4）进行粘合会有两个问题：针对单晶（3）表面和衬底（7）表面不平行，使得单晶（3）相较于衬底（7）表面有倾斜角；单晶（3）与衬底（7）之间的环氧树脂（4）可能会有气泡（2）；环氧树脂（4）可能覆盖单晶（3）上表面，对后续加工工艺产生影响。
为解决以上问题，本发明提出以下方案，该方案已经应用到实际的实验中，完美的解决以上问题。将单晶（3）转移到PDMS（5）上，再涂环氧树脂（4），单晶（3）较PDMS（5）更易与环氧树脂（4）结合，因此环氧树脂（4）会形成水滴状，位于单晶（3）表面，而脱离PDMS（5）表面，在使用牙签涂环氧树脂（4）的过程中，应该依据单晶（3）实际面积大小，涂合适量的环氧树脂（4），当二维转移平台的夹片台下降到一定高度后，小范围内左右移动或前后移动，从而使单晶（3）和衬底（7）之间的环氧树脂（4）中的气泡（2）除去，调节夹片台和样品台的平面的水平位置，使单晶（3）表面与衬底（7）表面平行。
如图9所示，为了解决电极（1）会短路单晶（3）层间问题，本发明通过环氧树脂（4）覆盖单晶（3）侧面，在制备电极（1）时侧面固化的环氧树脂（4），环氧树脂（4）固化后具有绝缘性，可以阻挡电极（1）短路单晶（3）的不同层。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种基于PDMS的块材转移固定方法，包括步骤一，准备工作；步骤二，处理单晶：步骤三，涂胶：步骤四，转移单晶；其特征在于，步骤一中包括：
a.打开二维转移平台，将平台加热装置温度设置在65度，并使平台的样品台温度维持在65度左右；
b.将木牙签削的尽可能的尖；
c.提前配置好环氧树脂；
d.将清洗干净的放在烘台上95度烘烤2分钟，然后放置在二维转移平台的样品台上。
2.根据权利要求1所述的一种基于PDMS的块材转移固定方法，其特征在于，所述步骤二中包括：
a.使用Nitto 蓝膜胶带将块状的材料多次解理，并将解理完成的单晶转移到PDMS上；
b.使用牙签将PDMS上单晶附近的杂物尽可能除去。
3.根据权利要求1所述的一种基于PDMS的块材转移固定方法，其特征在于，所述步骤三中包括：
a.将装有PDMS和样品的载玻片置于光学显微镜下，调整焦距使移动显微镜样品台，使单晶处于显微镜视野中心位置；
b.使用削尖后的木牙签，蘸取少许环氧树脂，然后借助光学显微镜，将环氧树脂涂在样品表面。
4.根据权利要求1所述的一种基于PDMS的块材转移固定方法，其特征在于，所述步骤四中包括：
a.将涂完环氧树脂后的载玻片装载到二维转移平台夹片台上，借助二维转移平台上的显微镜将样品对准衬底合适的位置；
b.下压夹片台，使样品与衬底目标位置进行贴合，应尽量保证贴合紧密；
c.持续65度加热5到8分钟，加热过程中保持样品和衬底之间无相对位移；
d.加热完成后，已开夹片台，取出样品，完成转移。
5.根据权利要求2所述的一种基于PDMS的块材转移固定方法，其特征在于，所述步骤二中，蓝膜胶带黏性较低，解理过程中不易留下残胶，从而减少样品的污染；所述步骤二解理中挑出线状单晶最小单元，单晶包括块状单晶和线状单晶；所述步骤二将单晶转移到PDMS上，再涂环氧树脂。
6.根据权利要求4所述的一种基于PDMS的块材转移固定方法，其特征在于，所述步骤四中单晶和衬底之间的环氧树脂之间含有的气泡去除。
7.根据权利要求4所述的一种基于PDMS的块材转移固定方法，其特征在于，所述步骤四中下压夹片台挤压出多余的环氧树脂，PDMS较为柔软，夹片台通过载玻片挤压PDMS，使得PDMS与柱状单晶接触面增多，挤出多余的环氧树脂。
8.根据权利要求4所述的一种基于PDMS的块材转移固定方法，其特征在于，所述环氧树脂覆盖单晶侧面，在制备电极时侧面固化的环氧树脂。
9.根据权利要求4所述的一种基于PDMS的块材转移固定方法，其特征在于，利用聚二甲基硅氧烷薄膜对块材或者二维材料进行转移固定，利用PDMS转移块材到衬底，并借助PDMS和环氧树脂固定块材和衬底。
10.根据权利要求4所述的一种基于PDMS的块材转移固定方法，其特征在于，所述步骤四夹片台下降到一定高度后，小范围内左右移动或前后移动，去除单晶和衬底之间的环氧树脂之间含有的气泡。
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| CN114062279A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-02-18 | 暨南大学 | 基于二维材料的单颗粒光谱电调谐平台及制备、调控方法 |
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2020
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