CN116288685B - 二维材料自动生长转移系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二维材料自动生长转移系统及方法，涉及晶体材料生长技术领域，该系统包括：真空封管机；高温等离子烧结装置；装有原材料的石英管；高温炉；取管装置，用于将烧结封管完毕的石英管转移至高温炉进行加温生长；分离胶条；第一取料机器人，用于将高温炉中的石英管内生长完毕的晶体材料倒至分离胶条上；第一撕胶驱动装置、第二撕胶驱动装置，用于带动分离胶条的两端粘合或分开，以将晶体材料撕裂为薄层样品；转移组件，用于驱动目标衬底与分离胶条上的薄层样品接触，以使薄层样品转移至目标衬底上。本发明公开的系统可解决晶体材料在进行封管、封装、生长、转移的一系列操作过程中存在安全隐患、适用性差且效率较低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及晶体材料生长技术领域，具体涉及一种二维材料自动生长转移系统及二维材料自动生长转移方法。
背景技术
晶体材料决定晶体性能，晶体性能决定晶体应用，随着先进电子材料、半导体材料器件及应用市场快速增长的需求，需采用真空封管工艺生长制备高质量、高性能晶体材料。
传统的封管工艺为手动旋转加热器，用易燃易爆气体（如氢气氧气，乙炔、甲烷等）燃烧的热源加热管件进行密封，用气体燃烧高温熔融工件（即装载有晶体材料的管件）进而达到密封目的，这种采用燃气封管的技术安全性不高，易发生燃气泄漏，引发爆炸等重大安全事故，使用可靠性较低，且只能熔融普通玻璃制品，适用性较差；此外，经高温燃烧后的管件温度极高，必须由操作人员佩戴防护用具后进行手动逐一拆卸，以转移至管式炉处进行CVT恒温、变温和控温生长，且晶体材料生长完毕后还需手动进行转移操作，以将晶体材料转换为二维材料并附着于衬底上，从而最终形成电子器件成品；上述工艺流程效率较低且操作不便，不利于二维材料电子器件的批量化生产。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的在于提供一种二维材料自动生长转移系统，旨在解决传统的晶体材料在进行封管、封装、生长、转移的一系列操作过程中存在安全隐患、适用性差且效率较低的技术问题。
本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：
一种二维材料自动生长转移系统，所述二维材料自动生长转移系统包括：
真空封管机，设有抽真空管机构和多个竖直设置的管接口，所述真空封管机的左侧端部转动连接于第一侧架的上端，所述真空封管机的右侧端部转动连接于第二侧架的上端；所述第一侧架的下端、所述第二侧架的下端固定于底座上；
高温等离子烧结装置，滑动连接于所述第一侧架与所述第二侧架之间；
多个石英管，装载有原材料，每一所述石英管一一对应旋合于多个所述管接口上；
高温炉，设置于所述底座上，所述高温炉用于对放置于其中的所述石英管进行加温操作；
取管装置，设置于所述底座上，所述取管装置用于夹持所述管接口上的所述石英管，以将所述石英管转移至所述高温炉内；
分离胶条；
第一取料机器人，所述第一取料机器人用于将所述石英管从所述高温炉中取出，并将所述石英管内生长完毕的晶体材料倾倒至所述分离胶条上；
第一撕胶驱动装置，连接所述分离胶条的一端；
第二撕胶驱动装置，连接所述分离胶条的另一端；所述第二撕胶驱动装置用于靠近或远离所述第一撕胶驱动装置，以带动所述分离胶条的两端粘合或分开，从而将所述晶体材料撕裂为薄层样品；
转移组件，固定有目标衬底，所述转移组件用于驱动所述目标衬底与所述分离胶条上的所述薄层样品接触，以使所述薄层样品转移至所述目标衬底上。
进一步地，所述二维材料自动生长转移系统还包括立座、折叠驱动装置和收胶机构；其中：
所述立座的竖直面上开设有环形滑槽和横向滑槽，所述环形滑槽环绕所述横向滑槽设置；所述第一撕胶驱动装置、所述第二撕胶驱动装置滑动连接于所述环形滑槽中，所述折叠驱动装置滑动连接于所述横向滑槽中；所述第二撕胶驱动装置上设有胶辊，所述分离胶条的一端自所述胶辊引出，所述分离胶条的中部连接于所述第一撕胶驱动装置上，所述分离胶条的另一端卷绕于所述收胶机构上；所述折叠驱动装置上设有伸缩杆，所述伸缩杆用于与所述分离胶条的一侧面接触；所述第二撕胶驱动装置用于沿所述环形滑槽滑动，以带动所述分离胶条绕所述伸缩杆折叠。
进一步地，所述第一撕胶驱动装置具有第一滑动端和第一夹持端，所述第二撕胶驱动装置具有第二滑动端和第二夹持端；所述第一滑动端、所述第二滑动端滑动连接于所述环形滑槽中，所述第一夹持端沿水平轴向转动连接于所述第一滑动端上，所述第二夹持端沿水平轴向转动连接于所述第二滑动端上，所述第二夹持端用于夹持所述分离胶条的一端，所述第一夹持端用于夹持所述分离胶条的中部。
进一步地，所述转移组件包括玻片贮存舱、第二取料机器人、玻片治具、升降滑块、升降导轨、加热台、衬底贮存舱和第三取料机器人；其中：
所述玻片治具沿水平轴向转动连接于所述升降滑块上，所述升降滑块沿竖直方向滑动连接于所述升降导轨上；所述玻片治具位于所述分离胶条下方，且所述玻片治具位于所述加热台上方；
所述第二取料机器人用于抓取所述玻片贮存舱中的载体玻片并固定于所述玻片治具上；所述载体玻片上设有聚二甲基硅氧烷层；
所述第三取料机器人用于抓取所述衬底贮存舱中的目标衬底并固定于所述加热台上；所述加热台用于对所述目标衬底进行加热操作。
进一步地，所述石英管的管口套设有内衬套，所述石英管的外管壁与所述内衬套之间设有密封圈，所述内衬套上套设有快卸螺纹管接头，所述快卸螺纹管接头的外壁环绕设置有齿轮部；多个所述石英管通过所述快卸螺纹管接头一一对应旋合于多个所述管接口上；
所述取管装置包括升降驱动机构、旋转驱动机构和连接臂；所述升降驱动机构设置于所述底座上；所述旋转驱动机构设置于所述升降驱动机构的活动部上；所述连接臂的一端设置于所述旋转驱动机构的活动部上，所述连接臂的另一端设有多个转移机构，多个所述转移机构与多个所述石英管一一对应设置；每一所述转移机构上端设有驱动齿轮，所述驱动齿轮用于与所述快卸螺纹管接头的齿轮部一一对应啮合；每一所述转移机构下端设有第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪、所述第二夹爪沿竖直向下的方向依次间隔设置，所述第一夹爪、所述第二夹爪用于夹持对应的所述石英管；
所述高温炉包括高温炉炉体、盖体、固定座、第一旋转驱动装置和第二旋转驱动装置；所述固定座连接于所述底座上，所述高温炉炉体转动连接于所述固定座上，所述高温炉炉体的转动中心轴水平设置，所述第一旋转驱动装置的固定部连接于所述固定座上，所述第一旋转驱动装置的活动部连接于所述高温炉炉体上；所述第一旋转驱动装置用于驱动所述高温炉炉体相对所述固定座转动；
所述高温炉炉体中设有管体治具，所述管体治具上设有多个用于容置所述石英管的管状容置槽；所述盖体铰接于所述高温炉炉体上，所述盖体的铰接中心轴竖直设置，所述第二旋转驱动装置的固定部连接于所述高温炉炉体上，所述第二旋转驱动装置的活动部连接于所述盖体上；所述第二旋转驱动装置用于驱动所述盖体盖合于所述管体治具上，以将多个所述石英管压合于对应的所述管状容置槽中。
进一步地，所述第一侧架上设有竖直设置的第一丝杆，所述第二侧架上设有竖直设置的第二丝杆；所述第一丝杆的一端与第一电机连接，所述第一丝杆上滑动连接有第一活动台；所述第二丝杆的一端与第二电机连接，所述第二丝杆上滑动连接有第二活动台；第三丝杆的一端穿过所述第一活动台并与第三电机连接，所述第三丝杆的另一端转动连接于所述第二活动台上；所述第三丝杆上滑动连接有第三活动台；所述第三活动台上沿第一水平路径滑动连接有第四活动台，其中，所述第一水平路径垂直于所述第三丝杆的延伸方向；
所述高温等离子烧结装置安装于所述第四活动台上；所述高温等离子烧结装置上设置有轴销，所述轴销上铰接有两组夹板，两组所述夹板之间夹持有高温等离子发射焊枪，且两组所述夹板之间安装有锁紧螺栓；所述第一侧板上安装有高温等离子PLC操控台，所述高温等离子PLC操控台通过连接管与所述高温等离子发射焊枪连接。
对应地，本发明还提出一种二维材料自动生长转移方法，所述二维材料自动生长转移方法应用于如前述的二维材料自动生长转移系统中；所述二维材料自动生长转移方法包括以下步骤：
对所述真空封管机进行抽真空处理；开启抽真空管机，缓慢拧开分流抽真空控制阀，以免所述石英管中的原材料被抽出，当压力表达到负压值-1bar后，缓慢拧开主流抽真空控制阀，拧紧分流抽真空控制阀，在分子泵组面板上查看抽真空度数，达到目标高真空度值后拧紧主流抽真空控制阀；
充入保护气体；将充气设备的充气管插入真空封管机充气口，缓慢拧开充气口控制阀，当压力表指针指向负压中间值-0.6bar时，快速关闭充气口控制阀；
对所述石英管进行封接；将高温等离子发射焊枪安装到所述高温等离子烧结装置上，拧开所述高温等离子发射焊枪的调节阀，拧开等离子电源开关，点燃所述高温等离子发射焊枪，将所述高温等离子发射焊枪对准所述石英管的缩颈部位进行烧结封管操作；当所述石英管的管壁烧结熔融在一起即完成封管操作，立即拧紧所述高温等离子发射焊枪的调节阀以停止烧结；
通过所述取管装置夹持所述管接口上封接完毕的所述石英管，以将所述石英管转移至所述高温炉内；
开启所述高温炉，按照预设温度程序曲线对所述石英管进行加温操作，以使所述石英管中的原材料生长；
通过所述第一取料机器人将所述石英管从所述高温炉中取出，并将所述石英管内生长完毕的晶体材料倾倒至所述分离胶条上；
控制所述第二撕胶驱动装置靠近所述第一撕胶驱动装置，再控制所述第二撕胶驱动装置远离所述第一撕胶驱动装置，以带动所述分离胶条的两端粘合后撕开，从而将所述晶体材料撕裂为薄层样品；
通过所述转移组件驱动所述目标衬底与所述分离胶条上的所述薄层样品接触，以使所述薄层样品转移至所述目标衬底上。
进一步地，所述二维材料自动生长转移系统还包括立座、折叠驱动装置和收胶机构；所述立座的竖直面上开设有环形滑槽和横向滑槽，所述环形滑槽环绕所述横向滑槽设置；所述第一撕胶驱动装置、所述第二撕胶驱动装置滑动连接于所述环形滑槽中，所述折叠驱动装置滑动连接于所述横向滑槽中；所述第二撕胶驱动装置上设有胶辊，所述分离胶条的一端自所述胶辊引出，所述分离胶条的中部连接于所述第一撕胶驱动装置上，所述分离胶条的另一端卷绕于所述收胶机构上；所述折叠驱动装置上设有伸缩杆；
所述控制所述第二撕胶驱动装置靠近所述第一撕胶驱动装置，再控制所述第二撕胶驱动装置远离所述第一撕胶驱动装置，以带动所述分离胶条的两端粘合后撕开，从而将所述晶体材料撕裂为薄层样品的步骤，包括：
控制所述第二撕胶驱动装置沿所述环形滑槽逆时针滑动，同时令所述伸缩杆在所述分离胶条的上侧伸出，并控制所述第二撕胶驱动装置沿所述横向滑槽向右滑动，以带动所述分离胶条以所述伸缩杆为轴进行折叠，直至所述晶体材料的上下两侧面均与所述分离胶条粘合；
控制所述第二撕胶驱动装置沿所述环形滑槽顺时针滑动，以将所述晶体材料撕裂为位于所述伸缩杆左侧的薄层样品。
进一步地，所述第一撕胶驱动装置具有第一滑动端和第一夹持端，所述第二撕胶驱动装置具有第二滑动端和第二夹持端；所述第一滑动端、所述第二滑动端滑动连接于所述环形滑槽中，所述第一夹持端沿水平轴向转动连接于所述第一滑动端上，所述第二夹持端沿水平轴向转动连接于所述第二滑动端上，所述第二夹持端用于夹持所述分离胶条的一端，所述第一夹持端用于夹持所述分离胶条的中部；
所述转移组件包括玻片贮存舱、第二取料机器人、玻片治具、升降滑块、升降导轨、加热台、衬底贮存舱和第三取料机器人；所述玻片治具沿水平轴向转动连接于所述升降滑块上，所述升降滑块沿竖直方向滑动连接于所述升降导轨上；所述玻片治具位于所述分离胶条下方，且所述玻片治具位于所述加热台上方；所述玻片贮存舱中贮存有载体玻片，所述载体玻片上设有聚二甲基硅氧烷层；所述衬底贮存舱中贮存有目标衬底；
所述通过所述转移组件驱动所述目标衬底与所述分离胶条上的所述薄层样品接触，以使所述薄层样品转移至所述目标衬底上的步骤，包括：
转动所述第一夹持端和所述第二夹持端，以使所述薄层样品朝下；
通过所述第二取料机器人抓取所述玻片贮存舱中的载体玻片并固定于所述玻片治具上，并控制所述玻片治具转动，以使所述聚二甲基硅氧烷层朝上；
控制所述升降滑块沿所述升降导轨上升，以使所述聚二甲基硅氧烷层与所述薄层样品贴合；
控制所述升降滑块沿所述升降导轨下降，以使所述薄层样品粘附转移至所述聚二甲基硅氧烷层上；
控制所述玻片治具转动，以使所述聚二甲基硅氧烷层朝下；
通过所述第三取料机器人抓取所述衬底贮存舱中的目标衬底并固定于所述加热台上，并控制所述升降滑块沿所述升降导轨下降至所述薄层样品与所述目标衬底贴合；
通过所述加热台对所述目标衬底进行加热操作，使所述薄层样品与所述聚二甲基硅氧烷层分离；
控制所述升降滑块沿所述升降导轨上升，使分离后的所述薄层样品留在所述目标衬底上。
进一步地，所述控制所述升降滑块沿所述升降导轨下降，以使所述薄层样品粘附转移至所述聚二甲基硅氧烷层上的步骤之后，包括：
控制所述第一夹持端和所述第二夹持端转动180°；
驱动所述收胶机构卷绕收纳所述分离胶条。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出的二维材料自动生长转移系统，采用高温等离子作为烧结石英管的热源，以此进行真空封管操作，可有效规避传统封管方式存在的安全风险，避免出现安全事故，封管更为高效稳定，且达到了环保节能效果；另外，通过在真空封管机与高温炉之间设置取管装置，以全自动方式实现了石英管在烧结封管完毕后的拆卸及转移操作，使得装载有原材料的多个石英管在完成真空封管后可被迅速转移至高温炉中进行加温生长操作；原材料生长完毕成为晶体材料后，利用第一取料机器人将晶体材料转移至分离胶条处，通过第一撕胶驱动装置与第二撕胶驱动装置的配合，对晶体材料进行撕取而得到二维材料，最后通过转移组件驱动目标衬底与二维材料自动贴合，以使二维材料脱离分离胶条并附着于目标衬底上，从而实现了二维材料的转移；以上工序全程无需人工介入，以自动化方式实现了二维材料的封管、封装、生长及转移流程，从而大大提高了工作效率，减少了安全隐患，亦提升了设备的自动化及智能化程度，为二维材料电子器件的批量化生产提供了设备基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中封管生长部分的第一状态结构示意图；
图2为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中封管生长部分的第二状态结构示意图；
图3为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中封管生长部分的第三状态结构示意图；
图4为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中封管生长部分的第四状态结构示意图；
图5为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中封管生长部分的第五状态结构示意图；
图6为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中封管生长部分的第六状态结构示意图；
图7为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中封管生长部分的第七状态结构示意图；
图8为本发明二维材料自动生长转移系统中石英管的结构示意图；
图9为本发明二维材料自动生长转移系统中弧状凹腔与第二夹爪的相对位置俯视结构示意图；
图10为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中转移部分的第一状态结构示意图；
图11为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中转移部分的第二状态结构示意图；
图12为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中转移部分的第三状态结构示意图；
图13为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中转移部分的第四状态结构示意图；
图14为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中转移部分的第五状态结构示意图；
图15为本发明二维材料自动生长转移系统一实施例中转移部分的第六状态结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 1 | 真空封管机 | 29 | 升降导轨 |
| 2 | 第一侧架 | 30 | 衬底贮存舱 |
| 3 | 第二侧架 | 31 | 第三取料机器人 |
| 4 | 底座 | 32 | 加热台 |
| 5 | 高温等离子烧结装置 | 101 | 抽真空管机构 |
| 6 | 石英管 | 102 | 管接口 |
| 7 | 升降驱动机构 | 201 | 第一丝杆 |
| 8 | 旋转驱动机构 | 202 | 第一活动台 |
| 9 | 连接臂 | 203 | 第三丝杆 |
| 10 | 驱动齿轮 | 204 | 第三活动台 |
| 11 | 第一夹爪 | 205 | 第四活动台 |
| 12 | 第二夹爪 | 206 | 高温等离子PLC操控台 |
| 13 | 固定座 | 301 | 第二丝杆 |
| 14 | 高温炉炉体 | 302 | 第二活动台 |
| 15 | 管体治具 | 601 | 快卸螺纹管接头 |
| 16 | 盖体 | 602 | 内衬套 |
| 17 | 立座 | 603 | 密封圈 |
| 18 | 分离胶条 | 1501 | 管状容置槽 |
| 19 | 第一取料机器人 | 1502 | 弧状凹腔 |
| 20 | 第一撕胶驱动装置 | 1701 | 环形滑槽 |
| 21 | 第二撕胶驱动装置 | 1702 | 横向滑槽 |
| 22 | 晶体材料 | 2201 | 薄层样品 |
| 23 | 折叠驱动装置 | 2301 | 伸缩杆 |
| 24 | 收胶机构 | 2401 | 主动滚轮 |
| 25 | 玻片贮存舱 | 2501 | 载体玻片 |
| 26 | 第二取料机器人 | 3001 | 目标衬底 |
| 27 | 玻片治具 | 6011 | 齿轮部 |
| 28 | 升降滑块 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1至图15，本发明实施例提供一种二维材料自动生长转移系统，该二维材料自动生长转移系统包括：
真空封管机1，设有抽真空管机构101和多个竖直设置的管接口102，真空封管机1的左侧端部转动连接于第一侧架2的上端，真空封管机1的右侧端部转动连接于第二侧架3的上端；第一侧架2的下端、第二侧架3的下端固定于底座4上；
高温等离子烧结装置5，滑动连接于第一侧架2与第二侧架3之间；
多个石英管6，装载有原材料，每一石英管6一一对应旋合于多个管接口102上；
高温炉，设置于底座4上，高温炉用于按照预设温度程序曲线对放置于其中的石英管6进行加温操作，以使石英管6中的原材料经过高温生长而形成晶体材料22；由于不同的晶体材料22需要在不同的温度、温区下生长，为满足不同晶体材料22生长的动力学及热力学需要，可将高温炉对应设置为具有单温区、具有双温区或具有多温区；
取管装置，设置于底座4上，取管装置用于夹持管接口102上的石英管6，以将石英管6转移至高温炉内；由于石英管6一般通过螺纹连接的方式连接于管接口102上，故取管装置可借助机械臂等装置，通过机械臂上的夹爪夹持石英管6后作反向旋转，以将石英管6从管接口102上拆下；
分离胶条18；具体可采用一种3M胶带；
第一取料机器人19，第一取料机器人19用于将石英管6从高温炉中取出，并将石英管6内生长完毕的晶体材料22倾倒至分离胶条18上，令晶体材料22粘附固定于分离胶条18上；其中，晶体材料22包括但不限于MoS2、石墨烯、云母片；
第一撕胶驱动装置20，通过夹持、卷绕、粘接等方式连接分离胶条18的一端；
第二撕胶驱动装置21，通过夹持、卷绕、粘接等方式连接分离胶条18的另一端；第二撕胶驱动装置21可先靠近第一撕胶驱动装置20，以带动分离胶条18的两端对折，如此晶体材料22相对的两侧面均粘附于分离胶条18上，此时再控制第二撕胶驱动装置21快速远离第一撕胶驱动装置20，使分离胶条18相粘接的两端快速分开，即可利用分离胶条18的粘性作用力突破晶体材料22内部的范德华力，将晶体材料22撕裂为薄层样品2201；其中，薄层样品2201即为具有特定物理及化学性质的二维材料；
转移组件，固定有目标衬底3001，转移组件用于驱动目标衬底3001与分离胶条18上的薄层样品2201接触，以使薄层样品2201转移至目标衬底3001上；其中，转移组件包括但不限于动力装置及配套使用的传动机构，目标衬底3001可预先固定于传动机构上，以在动力装置的驱动下与分离胶条18上的薄层样品2201接触，并可通过加热等方式使薄层样品2201脱离分离胶条18并附着于目标衬底3001上；可以理解的是，目标衬底3001与薄层样品2201的接触可以是直接接触或利用一媒介进行转接，此处不作限定。
在具体实施过程中，多个装有原材料的石英管6在管接口102上安装完毕后，即可通过抽真空管机构101对石英管6进行抽真空操作，以减少或去除石英管6内的各种有害气体（包括氮气、氢气、氧气等）和水汽含量，为晶体生长提供无水无氧的真空环境；在抽真空完毕后可通过充气设备往石英管6内充入保护气体，以进一步提高封管操作过程中的安全性；然后可操控位于真空封管机1下方的高温等离子烧结装置5移动至石英管6的预设部位（高温等离子烧结装置5可借助第一侧架2、第二侧架3之间的丝杆滑块机构进行三坐标方向的移动）进行烧结，以依次完成石英管6的缩颈操作及熔融操作。完成石英管6的烧结熔融操作后，即可进行后续的生长（在高温炉内加温）及转移（将二维材料转移至目标衬底3001上）操作。
由此可见，本实施例提供的二维材料自动生长转移系统，采用高温等离子作为烧结石英管6的热源，以此进行真空封管操作，可有效规避传统封管方式存在的安全风险，避免出现安全事故，封管更为高效稳定，且达到了环保节能效果；另外，通过在真空封管机1与高温炉之间设置取管装置，以全自动方式实现了石英管6在烧结封管完毕后的拆卸及转移操作，使得装载有原材料的多个石英管6在完成真空封管后可被迅速转移至高温炉中进行加温生长操作；原材料生长完毕成为晶体材料22后，利用第一取料机器人19将晶体材料22转移至分离胶条18处，通过第一撕胶驱动装置20与第二撕胶驱动装置21的配合，对晶体材料22进行撕取而得到二维材料，最后通过转移组件驱动目标衬底3001与二维材料自动贴合，以使二维材料脱离分离胶条18并附着于目标衬底3001上，从而实现了二维材料的转移；以上工序全程无需人工介入，以自动化方式实现了二维材料的封管、封装、生长及转移流程，从而大大提高了工作效率，减少了安全隐患，亦提升了设备的自动化及智能化程度，为二维材料电子器件的批量化生产提供了设备基础。
可选地，参照图10至图15，该二维材料自动生长转移系统还包括立座17、折叠驱动装置23和收胶机构24；其中：
立座17的竖直面上开设有环形滑槽1701和横向滑槽1702，环形滑槽1701环绕横向滑槽1702设置；第一撕胶驱动装置20、第二撕胶驱动装置21滑动连接于环形滑槽1701中，折叠驱动装置23滑动连接于横向滑槽1702中；第二撕胶驱动装置21上设有胶辊，分离胶条18的一端自胶辊引出，分离胶条18的中部连接于第一撕胶驱动装置20上，分离胶条18的另一端卷绕于收胶机构24上；折叠驱动装置23上设有伸缩杆2301，伸缩杆2301用于与分离胶条18的一侧面接触；第二撕胶驱动装置21用于沿环形滑槽1701滑动，以带动分离胶条18绕伸缩杆2301折叠。
可选地，参照图10至图15，第一撕胶驱动装置20具有第一滑动端和第一夹持端，第二撕胶驱动装置21具有第二滑动端和第二夹持端；第一滑动端、第二滑动端滑动连接于环形滑槽1701中，第一夹持端沿水平轴向转动连接于第一滑动端上，第二夹持端沿水平轴向转动连接于第二滑动端上，第二夹持端用于夹持分离胶条18的一端，第一夹持端用于夹持分离胶条18的中部。
可选地，参照图10至图15，转移组件包括玻片贮存舱25、第二取料机器人26、玻片治具27、升降滑块28、升降导轨29、加热台32、衬底贮存舱30和第三取料机器人31；其中：
玻片治具27沿水平轴向转动连接于升降滑块28上，升降滑块28沿竖直方向滑动连接于升降导轨29上；玻片治具27位于分离胶条18下方，且玻片治具27位于加热台32上方；
第二取料机器人26用于抓取玻片贮存舱25中的载体玻片2501并固定于玻片治具27上；载体玻片2501上设有聚二甲基硅氧烷层；
第三取料机器人31用于抓取衬底贮存舱30中的目标衬底3001并固定于加热台32上；加热台32用于对目标衬底3001进行加热操作。
图示性地，第一撕胶驱动装置20在初始状态下可固定于环形滑槽1701的左侧，第一夹持端上可设置若干个滚轮，以便于将分离胶条18绕设于滚轮上；第二撕胶驱动装置21在初始状态下可位于环形滑槽1701的右侧，第二夹持端上可设置若干个滚轮，以便于将分离胶条18绕设于滚轮上；收胶机构24上可设置主动滚轮2401，以将分离胶条18绕设于主动滚轮2401上；如此，分离胶条18位于第一撕胶驱动装置20与第二撕胶驱动装置21之间的部分将保持图10所示的平铺状态，且分离胶条18的上表面为粘接面，以便于第一取料机器人19将石英管6中生长完毕的晶体材料22倒至分离胶条18的上表面粘接固定；当收胶机构24上的主动滚轮2401转动时，可牵引分离胶条18由胶辊处持续送出；而当收胶机构24上的主动滚轮2401停止转动时，分离胶条18亦在第一撕胶驱动装置20与第二撕胶驱动装置21之间保持静止。
折叠驱动装置23可沿横向滑槽1702水平滑动于分离胶条18处，伸缩杆2301伸出后位于分离胶条18上方；当第一取料机器人19将石英管6中生长完毕的晶体材料22倒至分离胶条18靠近第一撕胶驱动装置20一侧（即图示的左侧）的上表面后（对应图10的状态），第二撕胶驱动装置21按图示的逆时针方向滑动，折叠驱动装置23亦沿图示的右向滑动，以使伸缩杆2301移动到位，使得分离胶条18可随第二撕胶驱动装置21的滑动而以伸缩杆2301为轴进行折叠，直至第二撕胶驱动装置21滑动至第一撕胶驱动装置20处，此时分离胶条18靠近第二撕胶驱动装置21的一侧亦粘合于晶体材料22的上侧面，即晶体材料22的上下两侧面均与分离胶条18粘合（对应图11的状态）；此时第二撕胶驱动装置21按图示的顺时针方向快速滑动，以带动分离胶条18向两侧撕开，在分离胶条18的粘性作用力下，晶体材料22将被分离为薄层或单层的二维材料。
晶体材料22分离完毕后，第一夹持端和第二夹持端同向转动180°，使分离胶条18上的二维材料变为朝下，同时伸缩杆2301回缩，以避免对转动的分离胶条18造成干涉。随后第二取料机器人26抓取玻片贮存舱25中的载体玻片2501放置于玻片治具27上，并使聚二甲基硅氧烷层（PDMS）朝上，玻片治具27可通过气缸驱动的夹爪自动压合固定载体玻片2501的边缘；当载体玻片2501固定完毕后，升降滑块28将在动力装置的驱动下沿升降导轨29上升，以带动玻片治具27上的载体玻片2501上升，直至聚二甲基硅氧烷层与上方的二维材料贴合（对应图12的状态）；可选地，当聚二甲基硅氧烷层与上方的二维材料贴合后，可通过带有棉签的压合机构对贴合位置进行压合，令二维材料压紧于聚二甲基硅氧烷层上；然后驱动升降滑块28快速下降，令二维材料脱离分离胶条18而粘附于聚二甲基硅氧烷层上。
将二维材料由分离胶条18转移至聚二甲基硅氧烷层上之后，通过动力装置驱动玻片治具27相对升降滑块28转动180°，以使粘附有二维材料的聚二甲基硅氧烷层朝下（对应图13的状态）；此时第三取料机器人31抓取衬底贮存舱30中的目标衬底3001放置于加热台32上，加热台32可通过负压装置将目标衬底3001吸合固定于其上；目标衬底3001固定完毕后，继续驱动升降滑块28沿升降导轨29下降，直至聚二甲基硅氧烷层上的二维材料与下方的目标衬底3001贴合（对应图14的状态）；此时加热台32开始加热操作（可通过内设于加热台32中的加温装置实现，可将加热温度设置为70℃，将加热时间设置为20min），以使聚二甲基硅氧烷层受热固化，此时再驱动升降滑块28沿升降导轨29上升，则聚二甲基硅氧烷层将与二维材料分离，二维材料将留在目标衬底3001上（对应图15的状态），以此实现了将晶体材料22转换为二维材料的工艺流程以及二维材料的转移工序。
可以理解的是，当二维材料与分离胶条18分离完毕后，收胶机构24上的主动滚轮2401可通过转动而实现对该段分离胶条18的卷绕回收，并从胶辊中牵引出新一段分离胶条18，以用于后续其它晶体材料22的转移操作。后续由其它石英管6中不同类型的晶体材料22分离得到二维材料，亦可以同样的方式附着于同一目标衬底3001上，即叠合于前一二维材料表面，如此便实现了二维材料的自动堆叠工序，如此可制成更多种类的二维材料电子器件。
可选地，参照图1至图8，石英管6的管口套设有内衬套602，石英管6的外管壁与内衬套602之间设有密封圈603，内衬套602上套设有快卸螺纹管接头601，快卸螺纹管接头601的外壁环绕设置有齿轮部6011；多个石英管6通过快卸螺纹管接头601一一对应旋合于多个管接口102上；
取管装置包括升降驱动机构7、旋转驱动机构8和连接臂9；升降驱动机构7设置于底座4上；旋转驱动机构8设置于升降驱动机构7的活动部上；连接臂9的一端设置于旋转驱动机构8的活动部上，连接臂9的另一端设有多个转移机构，多个转移机构与多个石英管6一一对应设置；每一转移机构上端设有驱动齿轮10，驱动齿轮10用于与快卸螺纹管接头601的齿轮部6011一一对应啮合；每一转移机构下端设有第一夹爪11和第二夹爪12，第一夹爪11、第二夹爪12沿竖直向下的方向依次间隔设置，第一夹爪11、第二夹爪12用于夹持对应的石英管6；
高温炉包括高温炉炉体14、盖体16、固定座13、第一旋转驱动装置和第二旋转驱动装置；固定座13连接于底座4上，高温炉炉体14转动连接于固定座13上，高温炉炉体14的转动中心轴水平设置，第一旋转驱动装置的固定部连接于固定座13上，第一旋转驱动装置的活动部连接于高温炉炉体14上；第一旋转驱动装置用于驱动高温炉炉体14相对固定座13转动；
高温炉炉体14中设有管体治具15，管体治具15上设有多个用于容置石英管6的管状容置槽1501；盖体16铰接于高温炉炉体14上，盖体16的铰接中心轴竖直设置，第二旋转驱动装置的固定部连接于高温炉炉体14上，第二旋转驱动装置的活动部连接于盖体16上；第二旋转驱动装置用于驱动盖体16盖合于管体治具15上，以将多个石英管6压合于对应的管状容置槽1501中。
在安装石英管6时，首先将密封圈603、内衬套602依次从石英管6的管口向下套入，再将快卸螺纹管接头601从石英管6的底端向上套入，直至与内衬套602接触，然后可通过将快卸螺纹管接头601拧紧于管接口102上而使石英管6固定于真空封管机1上。其中，密封圈603可通过密封作用避免石英管6的连接处发生漏气泄气现象。
多个石英管6均安装完毕后，即可通过抽真空管机构101对石英管6进行抽真空操作，以减少或去除石英管6内的各种有害气体（包括氮气、氢气、氧气等）和水汽含量，为晶体生长提供无水无氧的真空环境；在抽真空完毕后可通过充气设备往石英管6内充入保护气体，以进一步提高封管操作过程中的安全性；然后可操控位于真空封管机1下方的高温等离子烧结装置5移动至石英管6的预设部位（高温等离子烧结装置5可借助第一侧架2、第二侧架3之间的丝杆滑块机构进行三坐标方向的移动）进行烧结，以依次完成石英管6的缩颈操作及熔融操作。
在石英管6的烧结熔融操作完成后，升降驱动机构7驱动连接臂9上升至多个驱动齿轮10与多个对应的快卸螺纹管接头601上的齿轮部6011处于同一高度位置；旋转驱动机构8驱动连接臂9转动，直至多个驱动齿轮10与对应的齿轮部6011相啮合；驱动齿轮10下方的多个第二夹爪12将对应的石英管6的下部夹紧，而驱动齿轮10下方的多个第一夹爪11仍保持打开状态（对应图1的状态）；在石英管6被第二夹爪12固定的情况下，多个驱动齿轮10可同时转动，以通过啮合传动带动多个快卸螺纹管接头601同时沿拧松方向转动，使得多个快卸螺纹管接头601从管接口102上分离并沿石英管6向下掉落，掉落的快卸螺纹管接头601穿过打开的第一夹爪11并被夹合的第二夹爪12承接（对应图2的状态）；此时第一夹爪11将对应的多个石英管6的上部夹合，且第二夹爪12打开，以在保证石英管6被固定在当前位置的情况下令第二夹爪12上的快卸螺纹管接头601掉落至底座4上的回收区域（对应图3的状态），以便于后续统一收集。由于快卸螺纹管接头601已卸下，此时石英管6与管接口102不再处于连接状态，旋转驱动机构8再次驱动连接臂9转动，使得被第一夹爪11夹持的多个石英管6同时移动至图示右侧的高温炉上方（对应图4的状态）；此时升降驱动机构7驱动连接臂9下降，使多个石英管6自上而下插放于管体治具15对应的管状容置槽1501中（对应图5和图6的状态）；待多个石英管6插放到位后，即可通过高温炉按照预设温度程序曲线对石英管6进行加温操作，以使石英管6中的原材料经过高温生长而形成晶体材料22。
其中，多个驱动齿轮10的同时转动可通过皮带传动方式实现，亦可借助与驱动齿轮10一一对应连接的舵机实现，此处不作限定；可以理解的是，两齿轮的齿部在较慢速度下相接触时相互之间具有一定的自适应调节性，因此可保证多个驱动齿轮10与齿轮部6011同时啮合。升降驱动机构7可采用直线模组驱动、直线电机驱动等方式；旋转驱动机构8可采用图示的电机配合齿轮传动的方式。针对石英管6的烧结操作可通过高温等离子烧结装置5上通过PLC进行自动控制的高温等离子发射焊枪进行。
可选地，参照图1至图8，管状容置槽1501的直径大于石英管6的管径，且管状容置槽1501的直径小于内衬套602的直径；
第二夹爪12还用于夹持对应的内衬套602，并将内衬套602从被压合于管状容置槽1501中的石英管6上向上拔出。
可选地，参照图1至图9，管体治具15设有多个弧状凹腔1502，弧状凹腔1502位于每一管状容置槽1501的左右两侧；每一弧状凹腔1502用于避让对应的处于打开状态下的第二夹爪12；管体治具15的上侧面用于与第一夹爪11的下侧面贴合。
高温炉炉体14在初始状态下相对固定座13处于竖直放置状态，即管体治具15的管状容置槽1501均处于竖直状态，此时多个第一夹爪11可夹持多个石英管6同时自上而下地插入管状容置槽1501中；由于在快卸螺纹管接头601拆卸完毕后，内衬套602和密封圈603仍留在石英管6的管口处，且在密封圈603的阻尼作用下，内衬套602可在一定的轴向作用力范围内相对石英管6保持静止，如此，在带有内衬套602的石英管6插入管状容置槽1501的过程中，当第一夹爪11的下侧面与管体治具15的上侧面接触后（对应图5的状态），石英管6不再向下移动，此时第一夹爪11可缓慢打开，令石英管6继续下落，直至内衬套602的下侧面与管体治具15的上侧面接触（对应图6的状态），即通过直径较大的内衬套602与管体治具15的抵接巧妙地对石英管6形成限位作用，避免石英管6继续下落；此时石英管6已完全到位，升降驱动机构7驱动第一夹爪11、第二夹爪12上升至不干涉盖体16盖合的高度位置，第二旋转驱动装置驱动盖体16盖合于管体治具15上，以将多个石英管6压紧，此时不再需要内衬套602进行限位，可驱动第二夹爪12夹持内衬套602，并在升降驱动机构7驱动下将内衬套602从石英管6上向上拔出，以待后续回收，避免内衬套602影响石英管6的加温操作。
若石英管6中的原材料需要竖直生长，则高温炉可维持现有状态进行加温生长操作；若石英管6中的原材料需要水平生长，则可通过第一旋转驱动装置驱动高温炉炉体14相对固定座13转动90°，使多个石英管6呈水平状态（对应图7的状态），然后再进行加温生长操作。如此可提高设备的适用性，使其可应用于不同特性的晶体材料22的生长过程中。
可以理解的是，每一管状容置槽1501的左右两侧的弧状凹腔1502可按图9所示方式设置，使得处于打开状态的第二夹爪12可自上而下从管体治具15中穿过而不发生干涉。
可选地，参照图1至图7，第一侧架2上设有竖直设置的第一丝杆201，第二侧架3上设有竖直设置的第二丝杆301；第一丝杆201的一端与第一电机连接，第一丝杆201上滑动连接有第一活动台202；第二丝杆301的一端与第二电机连接，第二丝杆301上滑动连接有第二活动台302；第三丝杆203的一端穿过第一活动台202并与第三电机连接，第三丝杆203的另一端转动连接于第二活动台302上；第三丝杆203上滑动连接有第三活动台204；第三活动台204上沿第一水平路径滑动连接有第四活动台205，其中，第一水平路径垂直于第三丝杆203的延伸方向；
高温等离子烧结装置5安装于第四活动台205上；高温等离子烧结装置5上设置有轴销，轴销上铰接有两组夹板，两组夹板之间夹持有高温等离子发射焊枪，且两组夹板之间安装有锁紧螺栓；第一侧板上安装有高温等离子PLC操控台206，高温等离子PLC操控台206通过连接管与高温等离子发射焊枪连接。
通过上述多个丝杆及活动台的配合，可灵活操控高温等离子烧结装置5在三坐标方向上移动，以精准到达目标烧结位置。高温等离子发射焊枪通过两组夹板与锁紧螺栓的配合可拆卸地连接于高温等离子烧结装置5上，更便于其拆装使用。
对应地，参照图1至图15，本发明实施例还提供一种二维材料自动生长转移方法，该二维材料自动生长转移方法应用于上述任一实施例中的二维材料自动生长转移系统中；该二维材料自动生长转移方法包括以下步骤：
对真空封管机1进行抽真空处理；开启抽真空管机，缓慢拧开分流抽真空控制阀，以免石英管6中的原材料被抽出，当压力表达到负压值-1bar后，缓慢拧开主流抽真空控制阀，拧紧分流抽真空控制阀，在分子泵组面板上查看抽真空度数，达到目标高真空度值后拧紧主流抽真空控制阀；
充入保护气体；将充气设备的充气管插入真空封管机1充气口，缓慢拧开充气口控制阀，当压力表指针指向负压中间值-0.6bar时，快速关闭充气口控制阀；
对石英管6进行封接；将高温等离子发射焊枪安装到高温等离子烧结装置5上，拧开高温等离子发射焊枪的调节阀，拧开等离子电源开关，点燃高温等离子发射焊枪，将高温等离子发射焊枪对准石英管6的缩颈部位进行烧结封管操作；当石英管6的管壁烧结熔融在一起即完成封管操作，立即拧紧高温等离子发射焊枪的调节阀以停止烧结；
通过取管装置夹持管接口102上封接完毕的石英管6，以将石英管6转移至高温炉内；
开启高温炉，按照预设温度程序曲线对石英管6进行加温操作，以使石英管6中的原材料生长；
通过第一取料机器人19将石英管6从高温炉中取出，并将石英管6内生长完毕的晶体材料22倾倒至分离胶条18上（对应图10的状态）；
控制第二撕胶驱动装置21靠近第一撕胶驱动装置20，再控制第二撕胶驱动装置21远离第一撕胶驱动装置20，以带动分离胶条18的两端粘合后撕开，从而将晶体材料22撕裂为薄层样品2201；
通过转移组件驱动目标衬底3001与分离胶条18上的薄层样品2201接触，以使薄层样品2201转移至目标衬底3001上。
可选地，参照图10至图15，二维材料自动生长转移系统还包括立座17、折叠驱动装置23和收胶机构24；立座17的竖直面上开设有环形滑槽1701和横向滑槽1702，环形滑槽1701环绕横向滑槽1702设置；第一撕胶驱动装置20、第二撕胶驱动装置21滑动连接于环形滑槽1701中，折叠驱动装置23滑动连接于横向滑槽1702中；第二撕胶驱动装置21上设有胶辊，分离胶条18的一端自胶辊引出，分离胶条18的中部连接于第一撕胶驱动装置20上，分离胶条18的另一端卷绕于收胶机构24上；折叠驱动装置23上设有伸缩杆2301；
上述控制第二撕胶驱动装置21靠近第一撕胶驱动装置20，再控制第二撕胶驱动装置21远离第一撕胶驱动装置20，以带动分离胶条18的两端粘合后撕开，从而将晶体材料22撕裂为薄层样品2201的步骤，包括：
控制第二撕胶驱动装置21沿环形滑槽1701逆时针滑动，同时令伸缩杆2301在分离胶条18的上侧伸出，并控制第二撕胶驱动装置21沿横向滑槽1702向右滑动，以带动分离胶条18以伸缩杆2301为轴进行折叠，直至晶体材料22的上下两侧面均与分离胶条18粘合（对应图11的状态）；
控制第二撕胶驱动装置21沿环形滑槽1701顺时针滑动，以将晶体材料22撕裂为位于伸缩杆2301左侧的薄层样品2201。
可选地，参照图10至图15，第一撕胶驱动装置20具有第一滑动端和第一夹持端，第二撕胶驱动装置21具有第二滑动端和第二夹持端；第一滑动端、第二滑动端滑动连接于环形滑槽1701中，第一夹持端沿水平轴向转动连接于第一滑动端上，第二夹持端沿水平轴向转动连接于第二滑动端上，第二夹持端用于夹持分离胶条18的一端，第一夹持端用于夹持分离胶条18的中部；
转移组件包括玻片贮存舱25、第二取料机器人26、玻片治具27、升降滑块28、升降导轨29、加热台32、衬底贮存舱30和第三取料机器人31；玻片治具27沿水平轴向转动连接于升降滑块28上，升降滑块28沿竖直方向滑动连接于升降导轨29上；玻片治具27位于分离胶条18下方，且玻片治具27位于加热台32上方；玻片贮存舱25中贮存有载体玻片2501，载体玻片2501上设有聚二甲基硅氧烷层；衬底贮存舱30中贮存有目标衬底3001；
上述通过转移组件驱动目标衬底3001与分离胶条18上的薄层样品2201接触，以使薄层样品2201转移至目标衬底3001上的步骤，包括：
转动第一夹持端和第二夹持端，以使薄层样品2201朝下；
通过第二取料机器人26抓取玻片贮存舱25中的载体玻片2501并固定于玻片治具27上，并控制玻片治具27转动，以使聚二甲基硅氧烷层朝上；
控制升降滑块28沿升降导轨29上升，以使聚二甲基硅氧烷层与薄层样品2201贴合（对应图12的状态）；
控制升降滑块28沿升降导轨29下降，以使薄层样品2201粘附转移至聚二甲基硅氧烷层上；
控制玻片治具27转动，以使聚二甲基硅氧烷层朝下（对应图13的状态）；
通过第三取料机器人31抓取衬底贮存舱30中的目标衬底3001并固定于加热台32上，并控制升降滑块28沿升降导轨29下降至薄层样品2201与目标衬底3001贴合（对应图14的状态）；
通过加热台32对目标衬底3001进行加热操作，使薄层样品2201与聚二甲基硅氧烷层分离；
控制升降滑块28沿升降导轨29上升，使分离后的薄层样品2201留在目标衬底3001上（对应图15的状态）。
可选地，参照图10至图15，上述控制升降滑块28沿升降导轨29下降，以使薄层样品2201粘附转移至聚二甲基硅氧烷层上的步骤之后，包括：
控制第一夹持端和第二夹持端转动180°；
驱动收胶机构24卷绕收纳分离胶条18；以实现对该段分离胶条18的卷绕回收，并从胶辊中牵引出新一段分离胶条18，以用于后续其它晶体材料22的转移操作。
关于该二维材料自动生长转移方法的具体流程，可参照上述二维材料自动生长转移系统实施例中的相关描述。由于该二维材料自动生长转移方法采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
需要说明的是，本发明公开的二维材料自动生长转移系统及方法的其它内容可参见现有技术，在此不再赘述。
以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种二维材料自动生长转移系统，其特征在于，所述二维材料自动生长转移系统包括：
真空封管机，设有抽真空管机构和多个竖直设置的管接口，所述真空封管机的左侧端部转动连接于第一侧架的上端，所述真空封管机的右侧端部转动连接于第二侧架的上端；所述第一侧架的下端、所述第二侧架的下端固定于底座上；
高温等离子烧结装置，滑动连接于所述第一侧架与所述第二侧架之间；
多个石英管，装载有原材料，每一所述石英管一一对应旋合于多个所述管接口上；
高温炉，设置于所述底座上，所述高温炉用于对放置于其中的所述石英管进行加温操作；
取管装置，设置于所述底座上，所述取管装置用于夹持所述管接口上的所述石英管，以将所述石英管转移至所述高温炉内；
分离胶条；
第一取料机器人，所述第一取料机器人用于将所述石英管从所述高温炉中取出，并将所述石英管内生长完毕的晶体材料倾倒至所述分离胶条上；
第一撕胶驱动装置，连接所述分离胶条的一端；
第二撕胶驱动装置，连接所述分离胶条的另一端；所述第二撕胶驱动装置用于靠近或远离所述第一撕胶驱动装置，以带动所述分离胶条的两端粘合或分开，从而将所述晶体材料撕裂为薄层样品；
转移组件，固定有目标衬底，所述转移组件用于驱动所述目标衬底与所述分离胶条上的所述薄层样品接触，以使所述薄层样品转移至所述目标衬底上；
所述二维材料自动生长转移系统还包括立座、折叠驱动装置和收胶机构；其中：
所述立座的竖直面上开设有环形滑槽和横向滑槽，所述环形滑槽环绕所述横向滑槽设置；所述第一撕胶驱动装置、所述第二撕胶驱动装置滑动连接于所述环形滑槽中，所述折叠驱动装置滑动连接于所述横向滑槽中；所述第二撕胶驱动装置上设有胶辊，所述分离胶条的一端自所述胶辊引出，所述分离胶条的中部连接于所述第一撕胶驱动装置上，所述分离胶条的另一端卷绕于所述收胶机构上；所述折叠驱动装置上设有伸缩杆，所述伸缩杆用于与所述分离胶条的一侧面接触；所述第二撕胶驱动装置用于沿所述环形滑槽滑动，以带动所述分离胶条绕所述伸缩杆折叠；
所述第一撕胶驱动装置具有第一滑动端和第一夹持端，所述第二撕胶驱动装置具有第二滑动端和第二夹持端；所述第一滑动端、所述第二滑动端滑动连接于所述环形滑槽中，所述第一夹持端沿水平轴向转动连接于所述第一滑动端上，所述第二夹持端沿水平轴向转动连接于所述第二滑动端上，所述第二夹持端用于夹持所述分离胶条的一端，所述第一夹持端用于夹持所述分离胶条的中部。
2.根据权利要求1所述的二维材料自动生长转移系统，其特征在于，所述转移组件包括玻片贮存舱、第二取料机器人、玻片治具、升降滑块、升降导轨、加热台、衬底贮存舱和第三取料机器人；其中：
所述玻片治具沿水平轴向转动连接于所述升降滑块上，所述升降滑块沿竖直方向滑动连接于所述升降导轨上；所述玻片治具位于所述分离胶条下方，且所述玻片治具位于所述加热台上方；
所述第二取料机器人用于抓取所述玻片贮存舱中的载体玻片并固定于所述玻片治具上；所述载体玻片上设有聚二甲基硅氧烷层；
所述第三取料机器人用于抓取所述衬底贮存舱中的目标衬底并固定于所述加热台上；所述加热台用于对所述目标衬底进行加热操作。
3.根据权利要求1所述的二维材料自动生长转移系统，其特征在于，所述石英管的管口套设有内衬套，所述石英管的外管壁与所述内衬套之间设有密封圈，所述内衬套上套设有快卸螺纹管接头，所述快卸螺纹管接头的外壁环绕设置有齿轮部；多个所述石英管通过所述快卸螺纹管接头一一对应旋合于多个所述管接口上；
所述取管装置包括升降驱动机构、旋转驱动机构和连接臂；所述升降驱动机构设置于所述底座上；所述旋转驱动机构设置于所述升降驱动机构的活动部上；所述连接臂的一端设置于所述旋转驱动机构的活动部上，所述连接臂的另一端设有多个转移机构，多个所述转移机构与多个所述石英管一一对应设置；每一所述转移机构上端设有驱动齿轮，所述驱动齿轮用于与所述快卸螺纹管接头的齿轮部一一对应啮合；每一所述转移机构下端设有第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪、所述第二夹爪沿竖直向下的方向依次间隔设置，所述第一夹爪、所述第二夹爪用于夹持对应的所述石英管；
所述高温炉包括高温炉炉体、盖体、固定座、第一旋转驱动装置和第二旋转驱动装置；所述固定座连接于所述底座上，所述高温炉炉体转动连接于所述固定座上，所述高温炉炉体的转动中心轴水平设置，所述第一旋转驱动装置的固定部连接于所述固定座上，所述第一旋转驱动装置的活动部连接于所述高温炉炉体上；所述第一旋转驱动装置用于驱动所述高温炉炉体相对所述固定座转动；
所述高温炉炉体中设有管体治具，所述管体治具上设有多个用于容置所述石英管的管状容置槽；所述盖体铰接于所述高温炉炉体上，所述盖体的铰接中心轴竖直设置，所述第二旋转驱动装置的固定部连接于所述高温炉炉体上，所述第二旋转驱动装置的活动部连接于所述盖体上；所述第二旋转驱动装置用于驱动所述盖体盖合于所述管体治具上，以将多个所述石英管压合于对应的所述管状容置槽中。
4.根据权利要求1所述的二维材料自动生长转移系统，其特征在于，第一侧架上设有竖直设置的第一丝杆，所述第二侧架上设有竖直设置的第二丝杆；所述第一丝杆的一端与第一电机连接，所述第一丝杆上滑动连接有第一活动台；所述第二丝杆的一端与第二电机连接，所述第二丝杆上滑动连接有第二活动台；第三丝杆的一端穿过所述第一活动台并与第三电机连接，所述第三丝杆的另一端转动连接于所述第二活动台上；所述第三丝杆上滑动连接有第三活动台；所述第三活动台上沿第一水平路径滑动连接有第四活动台，其中，所述第一水平路径垂直于所述第三丝杆的延伸方向；
所述高温等离子烧结装置安装于所述第四活动台上；所述高温等离子烧结装置上设置有轴销，所述轴销上铰接有两组夹板，两组所述夹板之间夹持有高温等离子发射焊枪，且两组所述夹板之间安装有锁紧螺栓；第一侧板上安装有高温等离子PLC操控台，所述高温等离子PLC操控台通过连接管与所述高温等离子发射焊枪连接。
5.一种二维材料自动生长转移方法，其特征在于，所述二维材料自动生长转移方法应用于如权利要求1至4中任一项所述的二维材料自动生长转移系统中；所述二维材料自动生长转移方法包括以下步骤：
对所述真空封管机进行抽真空处理；开启抽真空管机，缓慢拧开分流抽真空控制阀，以免所述石英管中的原材料被抽出，当压力表达到负压值-1bar后，缓慢拧开主流抽真空控制阀，拧紧分流抽真空控制阀，在分子泵组面板上查看抽真空度数，达到目标高真空度值后拧紧主流抽真空控制阀；
充入保护气体；将充气设备的充气管插入真空封管机充气口，缓慢拧开充气口控制阀，当压力表指针指向负压中间值-0.6bar时，快速关闭充气口控制阀；
对所述石英管进行封接；将高温等离子发射焊枪安装到所述高温等离子烧结装置上，拧开所述高温等离子发射焊枪的调节阀，拧开等离子电源开关，点燃所述高温等离子发射焊枪，将所述高温等离子发射焊枪对准所述石英管的缩颈部位进行烧结封管操作；当所述石英管的管壁烧结熔融在一起即完成封管操作，立即拧紧所述高温等离子发射焊枪的调节阀以停止烧结；
通过所述取管装置夹持所述管接口上封接完毕的所述石英管，以将所述石英管转移至所述高温炉内；
开启所述高温炉，按照预设温度程序曲线对所述石英管进行加温操作，以使所述石英管中的原材料生长；
通过所述第一取料机器人将所述石英管从所述高温炉中取出，并将所述石英管内生长完毕的晶体材料倾倒至所述分离胶条上；
控制所述第二撕胶驱动装置靠近所述第一撕胶驱动装置，再控制所述第二撕胶驱动装置远离所述第一撕胶驱动装置，以带动所述分离胶条的两端粘合后撕开，从而将所述晶体材料撕裂为薄层样品；
通过所述转移组件驱动所述目标衬底与所述分离胶条上的所述薄层样品接触，以使所述薄层样品转移至所述目标衬底上。
6.根据权利要求5所述的二维材料自动生长转移方法，其特征在于，所述二维材料自动生长转移系统还包括立座、折叠驱动装置和收胶机构；所述立座的竖直面上开设有环形滑槽和横向滑槽，所述环形滑槽环绕所述横向滑槽设置；所述第一撕胶驱动装置、所述第二撕胶驱动装置滑动连接于所述环形滑槽中，所述折叠驱动装置滑动连接于所述横向滑槽中；所述第二撕胶驱动装置上设有胶辊，所述分离胶条的一端自所述胶辊引出，所述分离胶条的中部连接于所述第一撕胶驱动装置上，所述分离胶条的另一端卷绕于所述收胶机构上；所述折叠驱动装置上设有伸缩杆；
所述控制所述第二撕胶驱动装置靠近所述第一撕胶驱动装置，再控制所述第二撕胶驱动装置远离所述第一撕胶驱动装置，以带动所述分离胶条的两端粘合后撕开，从而将所述晶体材料撕裂为薄层样品的步骤，包括：
控制所述第二撕胶驱动装置沿所述环形滑槽逆时针滑动，同时令所述伸缩杆在所述分离胶条的上侧伸出，并控制所述第二撕胶驱动装置沿所述横向滑槽向右滑动，以带动所述分离胶条以所述伸缩杆为轴进行折叠，直至所述晶体材料的上下两侧面均与所述分离胶条粘合；
控制所述第二撕胶驱动装置沿所述环形滑槽顺时针滑动，以将所述晶体材料撕裂为位于所述伸缩杆左侧的薄层样品。
7.根据权利要求6所述的二维材料自动生长转移方法，其特征在于，所述第一撕胶驱动装置具有第一滑动端和第一夹持端，所述第二撕胶驱动装置具有第二滑动端和第二夹持端；所述第一滑动端、所述第二滑动端滑动连接于所述环形滑槽中，所述第一夹持端沿水平轴向转动连接于所述第一滑动端上，所述第二夹持端沿水平轴向转动连接于所述第二滑动端上，所述第二夹持端用于夹持所述分离胶条的一端，所述第一夹持端用于夹持所述分离胶条的中部；
所述转移组件包括玻片贮存舱、第二取料机器人、玻片治具、升降滑块、升降导轨、加热台、衬底贮存舱和第三取料机器人；所述玻片治具沿水平轴向转动连接于所述升降滑块上，所述升降滑块沿竖直方向滑动连接于所述升降导轨上；所述玻片治具位于所述分离胶条下方，且所述玻片治具位于所述加热台上方；所述玻片贮存舱中贮存有载体玻片，所述载体玻片上设有聚二甲基硅氧烷层；所述衬底贮存舱中贮存有目标衬底；
所述通过所述转移组件驱动所述目标衬底与所述分离胶条上的所述薄层样品接触，以使所述薄层样品转移至所述目标衬底上的步骤，包括：
转动所述第一夹持端和所述第二夹持端，以使所述薄层样品朝下；
通过所述第二取料机器人抓取所述玻片贮存舱中的载体玻片并固定于所述玻片治具上，并控制所述玻片治具转动，以使所述聚二甲基硅氧烷层朝上；
控制所述升降滑块沿所述升降导轨上升，以使所述聚二甲基硅氧烷层与所述薄层样品贴合；
控制所述升降滑块沿所述升降导轨下降，以使所述薄层样品粘附转移至所述聚二甲基硅氧烷层上；
控制所述玻片治具转动，以使所述聚二甲基硅氧烷层朝下；
通过所述第三取料机器人抓取所述衬底贮存舱中的目标衬底并固定于所述加热台上，并控制所述升降滑块沿所述升降导轨下降至所述薄层样品与所述目标衬底贴合；
通过所述加热台对所述目标衬底进行加热操作，使所述薄层样品与所述聚二甲基硅氧烷层分离；
控制所述升降滑块沿所述升降导轨上升，使分离后的所述薄层样品留在所述目标衬底上。
8.根据权利要求7所述的二维材料自动生长转移方法，其特征在于，所述控制所述升降滑块沿所述升降导轨下降，以使所述薄层样品粘附转移至所述聚二甲基硅氧烷层上的步骤之后，包括：
控制所述第一夹持端和所述第二夹持端转动180°；
驱动所述收胶机构卷绕收纳所述分离胶条。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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