CN207129956U - 一种微纳米材料转移加工装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种微纳米材料转移加工装置，该转移加工装置包括转移平台和显微成像系统，所述转移平台包括载物台、带孔载玻片、气体喷管和三维平移台，所述带孔载玻片夹持于所述三维平移台上固定设置的夹持装置上，所述带孔载玻片位于所述载物台的上方，且所述带孔载玻片与所述载物台之间形成第一间隙，所述气体喷管与所述三维平移台转动连接；所述显微成像系统包括显微镜和显示系统，所述显微镜设置于所述带孔载玻片上方，且所述显微镜的镜头与所述带孔载玻片形成第二间隙。本技术方案实现了非真空条件下对微纳米器件的转移加工，改变了以往依靠随机转移、随机复合的工艺现状，实现了精确的定位、复合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微纳器件的加工装置，具体涉及一种微纳米材料转移加工装置。
背景技术
近年来，随着各种新型微纳材料的发现，比如石墨烯、二硫化钼等，基于微纳材料的各种新型器件也随之产生。
现阶段，利用传统的微纳加工方法，已经能够很好地做出基于单一微纳材料的各型器件。但是，除了基于单一微纳材料的器件外，将两种以上的微纳材料做成夹层结构，或者将这些微纳材料和其它已知材料做成夹层结构，也是非常重要的研究方向。
然而，基于现在的微纳材料制备方法和器件加工水平所限、尚无很好的方法将微纳尺度的材料做好相对位置精确控制。
现有技术中，多是在电子显微镜辅助下，在真空腔中通过机械装置对样品进行处理加工，然而并不适用于纳米级厚度的、微米级尺寸的片层状石墨烯的转移和加工。
又如，采用胶带转移的石墨烯，由于胶带上胶层的影响，也并不能直接观察胶层上黏附的石墨烯，从而只能通过随机方式进行转移，并不能实现精确转移。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型将精确度达到微米级别的三位平移台、显微成像装置集成，制造一个可精确转移加工微纳材料的装置。
本实用新型第一方面提供了一种微纳米材料转移加工装置，该转移加工装置包括转移平台和显微成像系统，所述转移平台包括载物台、带孔载玻片、气体喷管和三维平移台，所述带孔载玻片夹持于所述三维平移台上固定设置的夹持装置上，所述带孔载玻片位于所述载物台的上方，且所述带孔载玻片与所述载物台之间形成第一间隙，所述气体喷管与所述三维平移台转动连接；所述显微成像系统包括显微镜和显示系统，所述显微镜设置于所述带孔载玻片上方，且所述显微镜的镜头与所述带孔载玻片形成第二间隙。
进一步的，根据要处理样品的数量，所述带孔载玻片上设置至少一个孔。
进一步的，根据要处理样品的尺寸，一般的，所述带孔载玻片上设置的孔的直径为5毫米。
具体的，为保证气体能够形成有效的冲击，所述气体喷管转动至所述带孔载玻片正上方时，所述气体喷管的喷气孔与所述孔的中心位于同一竖直轴线上。
具体的，为保证喷气孔的位置可调节，所述气体喷管包括连通的喷气孔和可伸缩管，所述喷气孔的轴线与所述可伸缩管的轴线垂直。
具体的，所述第一间隙设置有第一样品，所述第二间隙设置有第二样品。
具体的，所述显微镜可移动的设置在所述带孔载玻片上方，在形成精确定位的情况下，将显微镜从带孔载玻片的上方移开，以方便气体喷管移动到载玻片的正上方。
优选的，为满足加热成型的需要，所述载物台上还设置有加热装置。
本实用新型相比于现有技术，实现了非真空条件下对微纳米器件的转移加工，改变了以往依靠随机转移、随机复合的工艺现状，实现了精确的定位、复合。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种微纳米材料转移加工装置的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本实用新型的具体实施方式做如下具体说明。
（一）样品的制备
在本实施例中，采用的样品为相应的石墨烯或二硫化钼样品，其制备方式首先说明如下：
方法（1）：将石墨烯用胶带附着在硅片上，用PMMA滴在有石墨烯的硅片上，烘干后，将这个硅片放置于NaOH溶液中，加热刻蚀硅片和PMMA中间的SiO2层，得到粘有石墨烯的PMMA膜，然后把这个PMMA膜用去离子水洗干净，即得相应的石墨烯样品。
或者，方法（2）：将在铜膜上的CVD生长的石墨烯，用PMMA滴在有石墨烯的铜膜上，烘干后，将这个铜膜至于三氯化铁溶液中，加热刻蚀铜，得到粘有石墨烯的PMMA膜，即为相应的石墨烯样品。
上述方法可以扩展到硅片上的二硫化钼等任何微纳材料，然后把相应最终获得的PMMA膜用去离子水洗干净，即得相应的样品。
（二）转移加工装置
该转移加工装置包括转移平台和显微成像系统，转移平台包括载物台1、带孔载玻片6、气体喷管4和三维平移台3，气体喷管4与三维平移台3转动连接，气体喷管4转动至带孔载玻片6正上方时，气体喷管的喷气孔与孔的中心位于同一竖直轴线上；带孔载玻片6夹持于三维平移台3上固定设置的夹持装置8上，带孔载玻片6上设置有一个直径为5毫米的孔，带孔载玻片6位于载物台1的上方，且带孔载玻片6与载物台1之间形成第一间隙，第一间隙中设置有第一样品2，载物台1上还设置有加热装置。
显微成像系统包括显微镜7和显示系统，显微镜7设置于带孔载玻片6上方，且显微镜7的镜头与带孔载玻片6形成第二间隙，第二间隙设置有第二样品5。
（三）具体操作过程
1. 硅片表面通过胶带法得到石墨烯，然后通过旋涂方法得到300nm厚的PMMA薄膜，然后在180℃将膜烘烤30分钟。利用0.2mol/L 的NaOH溶液刻蚀PMMA与SiO2之间的界面，使得PMMA薄膜悬浮在溶液表面，此时石墨烯已经吸附在PMMA薄膜的下表面。将PMMA薄膜从NaOH溶液中转移到三次水中，清洗残留的NaOH。再利用带孔载玻片将PMMA薄膜从三次水中捞出，即第二样品，保证要对准的微纳材料位于开孔处。然后，将载有第二样品的载玻片，用夹持装置固定在三维平移台(XYZ三个方向精度为1微米)上。
2. 在可旋转的载物台上固定好第一样品，在光学显微镜下将第一样品按照预定位置，调整好位置，并保持固定。
3. 利用三位平移台将载有第二样品的载玻片，不断调整转移对准第一样品中的预定位置。当上下两层样品对准后，将显微镜的镜头移开，将气体喷管移到载玻片的孔上方，利用氮气流通过载玻片上的小孔将PMMA薄膜从载玻片上释放。
4. 利用载物台上的加热装置在120℃烘烤10分钟去除PMMA薄膜与下层硅片之间的三次水，使两层样品结合紧密，最后利用丙酮去除样品表面的PMMA薄膜。
虽然本实用新型内容包括具体的实施例，但是对本领域的技术人员明显的是在不偏离本权利要求和其等同物的精神和范围的情况下，可以对这些实施例做出各种形式上和细节上的改变。本文中描述的实施例应被认为只在说明意义上，并非为了限制的目的。在每一个实施例中的特征和方面的描述被认为适用于其他实施例中的相似特征和方面。因此，本实用新型的范围不应受到具体的描述的限定，而是受权利要求技术方案的限定，并且在本权利要求和其等同物的范围内的所有变化被解释为包含在本实用新型的技术方案之内。
Claims (8)
1.一种微纳米材料转移加工装置，其特征在于，该转移加工装置包括转移平台和显微成像系统，所述转移平台包括载物台、带孔载玻片、气体喷管和三维平移台，所述带孔载玻片夹持于所述三维平移台上固定设置的夹持装置上，所述带孔载玻片位于所述载物台的上方，且所述带孔载玻片与所述载物台之间形成第一间隙，所述气体喷管与所述三维平移台转动连接；所述显微成像系统包括显微镜和显示系统，所述显微镜设置于所述带孔载玻片上方，且所述显微镜的镜头与所述带孔载玻片形成第二间隙。
2.根据权利要求1所述的微纳米材料转移加工装置，其特征在于，所述带孔载玻片上设置至少一个孔。
3.根据权利要求2所述的微纳米材料转移加工装置，其特征在于，所述带孔载玻片上设置的孔的直径为5毫米。
4.根据权利要求2所述的微纳米材料转移加工装置，其特征在于，所述气体喷管转动至所述带孔载玻片正上方时，所述气体喷管的喷气孔与所述孔的中心位于同一竖直轴线上。
5.根据权利要求1所述的微纳米材料转移加工装置，其特征在于，所述气体喷管包括连通的喷气孔和可伸缩管，所述喷气孔的轴线与所述可伸缩管的轴线垂直。
6.根据权利要求1所述的微纳米材料转移加工装置，其特征在于，所述第一间隙设置有第一样品，所述第二间隙设置有第二样品。
7.根据权利要求1所述的微纳米材料转移加工装置，其特征在于，所述显微镜可移动的设置在所述带孔载玻片上方。
8.根据权利要求1所述的微纳米材料转移加工装置，其特征在于，所述载物台上还设置有加热装置。
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