DE102016112762B4

DE102016112762B4 - Schichtstruktur und Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur

Info

Publication number: DE102016112762B4
Application number: DE102016112762.0A
Authority: DE
Inventors: Matthias König; Günther Ruhl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2019-07-11
Anticipated expiration: 2036-07-13
Also published as: US20180016132A1; DE102016112762A1; US10370240B2

Abstract

Schichtstruktur (100; 200), die Folgendes umfasst:einen Träger (102; 202);eine zweidimensionale Schicht (104; 204), welche wenigstens abschnittsweise aus einer einzigen Atomlage gebildet ist; undeine Haltestruktur (106; 206);wobei die Haltestruktur (106; 206) auf dem Träger (102; 202) angeordnet ist und die zweidimensionale Schicht (104; 204) auf dem Träger (102; 202) hält, so dass wenigstens ein Abschnitt der zweidimensionalen Schicht (104; 204) von dem Träger (102; 202) beabstandet ist;wobei die Haltestruktur (106; 206) wenigstens zwei Halteelemente (108, 109; 208, 209) umfasst, die sich miteinander in physischem Kontakt befinden und die verschiedene Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen, undwobei die Schichtstruktur (100; 200) ferner eine Heizvorrichtung (114; 214) aufweist, die konfiguriert ist, die wenigstens zwei Halteelemente (108, 109; 208, 209) zu erwärmen.

Description

Technisches Gebiet
Verschiedene Aspekte dieser Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf Schichtstrukturen, die eine zweidimensionale Schicht aufweisen, und auf Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur, die eine zweidimensionale Schicht aufweist.
Hintergrund
Zweidimensionale Schichten haben in den letzten paar Jahren aufgrund ihrer hervorragenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften, z. B. aufgrund ihrer hohen Ladungsträgerbeweglichkeiten von bis zu 100.000 cm²/Vs, Elastizitätsmoduln von bis zu 1,1 TPa und hohen Bruchfestigkeiten, eine signifikante technische Bedeutung gewonnen. Diese Eigenschaften der zweidimensionalen Schichten können jedoch nur erreicht und aufrechterhalten werden, wenn die zweidimensionalen Schichten eine sehr geringe Wechselwirkung mit einem Substrat aufweisen. Aus diesem Grund werden die zweidimensionalen Schichten normalerweise als hängende Schichten verwendet.
Hängende zweidimensionale Schichten in herkömmlichen Schichtstrukturen sind durch Haltestrukturen gehalten, die im Wesentlichen seitlich der zweidimensionalen Schicht verlaufen, was die Ausdehnung in der Ebene einer Schichtstruktur im Vergleich zu einer alleinigen Ausdehnung in der Ebene der zweidimensionalen Schicht signifikant vergrößert. Zusätzlich sind in herkömmlichen Schichtstrukturen keine Mittel zum Steuern der Spannung einer hängenden zweidimensionalen Schicht bereitgestellt, was in einigen Anwendungen, z. B. MEMS-Anwendungen, entscheidend ist.
Herkömmliche Herstellungsverfahren der Schichtstrukturen, die eine zweidimensionale Schicht aufweisen, enthalten normalerweise die Übertragung zweidimensionaler Schichten, die auf einer Wachstumsstruktur aufgewachsen sind, unter Verwendung eines Zwischenträgers. Diese herkömmlichen Verfahren sind sehr komplex und tragen das Risiko des Einführens von Defekten in die zweidimensionale Schicht, die ihre Eigenschaften verschlechtern.
Schichtstrukturen sind aus US 2015/0090043 A1 , JP 2010-245797 A , DE 10 2014 204 712 A1 , US 2010/0140723 A1 , DE 103 23 559 A1 , C. Chen et al.: „Performance of monolayer graphene nanomechanical resonators with electrical readout" (Nature Nanotechnology, Vol. 4, December 2009, S. 861-867), R. A. Barton et al.: „Fabrication and performance of graphene nanoelectromechanical systems" (Journal of Vacuum Science & Technology B 29, 2011, S. 050801-1 - 050801-10) und KR 10 2016 070 638 A bekannt. Die Druckschrift DE 10 2006 059 091 A1 offenbart ein mikrooptisches reflektierendes Bauelement. Die Druckschrift DE 698 04 352 T2 offenbart ein Mikrostruktur mit einem verformbaren Element durch Einwirkung eines thermischen Antriebes. Aus der Druckschrift US 2004/0218877 A1 ist eine vertikal verlagerbare MEMS-Vorrichtung bekannt.
Zusammenfassung
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Schichtstruktur gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur gemäß Anspruch 15 bereitgestellt. Eine beispielhafte Schichtstruktur kann einen Träger, eine zweidimensionale Schicht und eine Haltestruktur enthalten. Die Haltestruktur ist auf dem Träger angeordnet und hält die zweidimensionale Schicht auf dem Träger, so dass wenigstens ein Abschnitt der zweidimensionalen Schicht von dem Träger beabstandet ist. Die Haltestruktur enthält einen Halteabschnitt, der von der zweidimensionalen Schicht über den wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht, der von dem Träger beabstandet ist, hinaus zu dem Träger verläuft.
Eine weitere beispielhafte Schichtstruktur kann einen Träger, eine zweidimensionale Schicht und eine Haltestruktur enthalten. Die Haltestruktur ist auf dem Träger angeordnet und hält die zweidimensionale Schicht auf dem Träger, so dass wenigstens ein Abschnitt der zweidimensionalen Schicht von dem Träger beabstandet ist. Die Haltestruktur enthält wenigstens zwei Halteelemente, die sich im physischen Kontakt miteinander befinden und die verschiedene Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen.
Ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur kann das Bilden einer zweidimensionalen Schicht auf einem Träger, das Bilden einer Haltestruktur auf dem Träger und auf einem Abschnitt der zweidimensionalen Schicht, so dass die Haltestruktur konfiguriert ist, die zweidimensionale Schicht auf dem Träger zu halten, und das Entfernen eines Abschnitts des Trägers an der Grenzfläche zu der zweidimensionalen Schicht, um wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht von dem Träger zu trennen, enthalten.
Figurenliste
In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen überall in den verschiedenen Ansichten auf die gleichen Teile. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, wobei stattdessen die Betonung auf das Veranschaulichen der Prinzipien der Erfindung gelegt ist. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung bezüglich der folgenden Zeichnungen beschrieben, worin:

1A einen Grundriss einer beispielhaften Schichtstruktur zeigt, die eine zweidimensionale Schicht enthält;
1B eine Schnittansicht der Schichtstruktur nach 1A gemäß der Linie B-B in 1A zeigt;
2A einen Grundriss einer weiteren beispielhaften Schichtstruktur zeigt, die eine zweidimensionale Schicht enthält;
2B eine Schnittansicht der Schichtstruktur nach 2A gemäß der Linie B-B in 2A zeigt;
3A und 3B Anordnungen zeigen, die mehrere Schichtstrukturen gemäß den in den 1A, 1B und 2A, 2B gezeigten Beispielen enthalten;
4 eine elektronische Vorrichtung zeigt, die eine Schichtstruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält;
5 einen Ablaufplan zeigt, der ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur veranschaulicht;
6A bis 17B Einzelheiten des beispielhaften Verfahrens nach 5 veranschaulichen;
18 einen Ablaufplan zeigt, der ein weiteres beispielhaftes Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur veranschaulicht; und
19A bis 23B Einzelheiten des beispielhaften Verfahrens nach 18 veranschaulichen.

Beschreibung
Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, die zur Veranschaulichung spezifische Einzelheiten und Ausführungsformen zeigen, in denen die Erfindung praktiziert werden kann.
Das Wort „beispielhaft“ wird hier verwendet, dass es „als ein Beispiel, ein Fall oder eine Veranschaulichung dienend“ bedeutet. Irgendeine Ausführungsform oder Bauform, die hier als „beispielhaft“ beschrieben wird, ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen oder Bauformen auszulegen.
Das hier verwendete Wort „zweidimensionale Schicht“ kann sich auf eine Schicht beziehen, von der ein Abschnitt aus einer einatomigen Schicht hergestellt ist. Dies bedeutet, dass in diesem Abschnitt die zweidimensionale Schicht eine Dicke aufweist, die dem Durchmesser eines einzelnen Atoms entspricht. Die zweidimensionale Schicht kann völlig aus einer einatomigen Schicht hergestellt sein.
Die 1A und 1B zeigen eine Schichtstruktur 100. Die Schichtstruktur 100 kann einen Träger 102, eine zweidimensionale Schicht 104 und eine Haltestruktur 106 enthalten. Wie in 1B gezeigt ist, kann der Träger 102 mehrere Trägerschichten 102a, 102b, die aus verschiedenen Materialien hergestellt sind, enthalten. Geeignete Materialien für die Trägerschichten 102a, 102b können Materialien sein, die einen Schmelzpunkt über 800 °C aufweisen, wie z. B. SiO₂ oder Si₃N₄.
Die zweidimensionale Schicht 104 kann aus einem Schichtmaterial hergestellt sein, das wenigstens eines von Graphen, einem mit Graphen verwandten Material, einem Übergangsmetall-Dichalkogenoid, Phosphoren, Silicen, Germanen, Graphan, Germanan, Fluorgraphen und Fluorgraphan enthält. Das mit Graphen verwandte Material kann 2D-Molybdänsulfid, -Wolframdisulfid und -Wolframdiselenid und dergleichen enthalten. In alternativen Implementierungen kann irgendein anderes geeignetes Material, das eine zweidimensionale Schicht bildet, bereitgestellt sein.
Die Haltestruktur 106 ist auf dem Träger 102 angeordnet und hält die zweidimensionale Schicht 104, so dass die zweidimensionale Schicht 104 von dem Träger 102 beabstandet ist. Obwohl die zweidimensionale Schicht 104 der in 1B gezeigten Schichtstruktur 100 völlig von dem Träger 102 beabstandet ist, sind Schichtstrukturen gemäß verschiedenen Ausführungsformen vorstellbar, die eine zweidimensionale Schicht aufweisen, die nur teilweise von einem jeweiligen Träger beabstandet ist, während sich ein Abschnitt der zweidimensionalen Schicht in physischen Kontakt mit dem Träger befindet.
Die Haltestruktur 106 kann mehrere Haltestützen 108, 108', 108", 108"' enthalten, die auf verschiedenen Seiten der zweidimensionalen Schicht 104 positioniert sind, wie in 1A gezeigt ist. Weil die Haltestützen 108, 108', 108", 108''' völlig gleiche Strukturen aufweisen können, wird in der folgenden Beschreibung nur auf eine der in den 1A und 1B gezeigten Haltestützen, z. B. die Haltestütze 108, Bezug genommen. Selbst wenn die in den 1A und 1B gezeigte Schichtstruktur 100 mehrere Haltestützen 108, 108', 108", 108"' enthält, sind Schichtstrukturen, die nur eine einzige Haltestütze enthalten, außerdem vorstellbar.
Wie in 1B gezeigt ist, kann die Haltestütze 108 einen Halteabschnitt 110, der über die zweidimensionale Schicht 104 hinaus zu dem Träger 102 verläuft, und einen Kontaktabschnitt 112, der sich mit der zweidimensionalen Schicht 104 in Kontakt befindet, enthalten. Der Halteabschnitt 110 kann sich z. B. mit dem Träger 102 in physischen Kontakt befinden, wie in 1B gezeigt ist.
Der Kontaktabschnitt 112 der Haltestütze 108 kann als ein abgewinkelter Abschnitt konfiguriert sein, der sich sowohl mit einem äußeren Umfangsabschnitt 104a der zweidimensionalen Schicht 104 als auch mit einer Oberfläche 104b der zweidimensionalen Schicht 104, die von dem Träger 102 abgewandt ist, in Kontakt befindet. Durch die Bereitstellung eines abgewinkelten Kontaktabschnitts 112 kann die zweidimensionale Schicht 104 zuverlässig bezüglich des Trägers 102 beabstandet gehalten werden und kann effizient vor äußeren Einflüssen durch die Haltestütze 108 geschützt werden.
Die Haltestütze 108 kann wenigstens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, z. B. aus einem Metall, wie z. B. Kupfer oder Aluminium, hergestellt sein. In dieser Weise kann über die Haltestütze 108 mit der zweidimensionalen Schicht 104 ein elektrischer Kontakt hergestellt werden. Ferner ist keine weitere Kontaktstruktur zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit der zweidimensionalen Schicht 104 erforderlich, wobei in dieser Weise eine einfache und kompakte Schichtstruktur 100 bereitgestellt wird. Wie in 1B angegeben ist, kann die Haltestütze 108 in einem Stück ausgebildet sein.
Die Bereitstellung einer Haltestütze 108, die einen Halteabschnitt 110 aufweist, der über die zweidimensionale Schicht 104 hinaus zu dem Träger 102 verläuft, stellt die Gelegenheit des Beeinflussens der Abmessungen der Schichtstruktur 100 in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, bereit.
Die Haltestütze 108 kann in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, eine Abmessung d von etwa 500 nm bis etwa 50 µm aufweisen. In einem Beispiel kann die Haltestütze 108 in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, eine Abmessung „d“ im Bereich von etwa 4 µm bis etwa 20 µm aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann die Haltestütze 108 in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, eine Abmessung „d“ in dem Bereich von etwa 5 µm bis etwa 10 µm aufweisen. Die zweidimensionale Membran kann einen Durchmesser von wenigstens 60 µm aufweisen.
Das Verhältnis des Durchmessers der zweidimensionalen Schicht 104 und der Abmessung „d“ der Haltestütze 108 in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, kann maximal 20:1, z. B. maximal 10:1, betragen.
Die Haltestütze 108 kann als ein erstes Halteelement ausgebildet sein, das sich mit einem zweiten Halteelement 109 in physischen Kontakt befindet, das Wärmeausdehnungseigenschaften aufweist, die von jenen der Haltestütze 108 verschieden sind. Jede der Haltestützen 108', 108", 108"', die in den 1A und 1B gezeigt sind, kann als die ersten Halteelemente ausgebildet sein, die sich mit den jeweiligen zweiten Halteelementen 109', 109", 109"', die verschiedene Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen, in physischen Kontakt befinden. Weil die zweiten Halteelemente 109, 109', 109'', 109''' völlig gleich sein können, wird in der folgenden Beschreibung nur auf das zweite Halteelement 109 Bezug genommen.
Das Ändern der Temperatur des ersten und des zweiten Halteelements 108, 109 führt zu einer jeweiligen Deformation der Halteelemente 108, 109 aufgrund der verschiedenen Wärmeausdehnungseigenschaften ähnlich zu einem Bimetallstreifen. In dieser Weise kann die Spannung der zweidimensionalen Schicht 104 durch die Halteelemente 108, 109 effizient beeinflusst werden.
Wie in den 1A und 1B gezeigt ist, können sich das erste und das zweite Halteelement 108, 109 entlang wechselseitig komplementären Oberflächen miteinander in physischen Kontakt befinden. In dieser Weise kann ein zuverlässiger physischer Kontakt zwischen den Halteelementen 108, 109 sichergestellt werden. Das erste und das zweite Halteelement 108, 109 können sich auf einer Seite des ersten Halteelements 108, d. h., der Haltestütze 108, die von der zweidimensionalen Schicht 104 abgewandt ist, in physischen Kontakt befinden. In dieser Weise übt das Biegen des ersten und des zweiten Halteelements 108, 109, das durch eine Temperaturänderung verursacht wird, effizient eine Zug- oder Druckspannung auf die zweidimensionale Schicht 104 aus, was eine im hohen Grade effiziente Steuerung des Spannungszustands der zweidimensionalen Schicht 104 fördert.
Wenigstens eines der Halteelemente 108, 109 kann aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein. In dieser Weise kann durch das Leiten eines definierten elektrischen Stroms durch das jeweilige Halteelement 108, 109 ein definierter Temperaturanstieg verursacht werden, der zu einer definierten Deformation der einzelnen Halteelemente 108, 109 führt. Dies kann eine genaue Steuerung des Spannungszustands der zweidimensionalen Schicht 104 ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Heizvorrichtung 114 separat von den Halteelementen 108, 109 bereitgestellt sein. In dieser Weise können der thermische und der elektrische Zustand der zweidimensionalen Schicht 104 unabhängig voneinander gesteuert werden. Wie in 1A gezeigt ist, kann die Heizvorrichtung 114 auf einer Oberfläche des Trägers 102, auf der die Haltestruktur 106 bereitgestellt ist, positioniert sein.
Obwohl in 1A eine einzige Heizvorrichtung 114 bereitgestellt ist, sind Schichtstrukturen, die mehrere Heizvorrichtungen 114 enthalten, außerdem vorstellbar.
Wie ferner in 1B gezeigt ist, können die Halteelemente 108, 109 in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, koextensiv sein. Die Halteelemente 108, 109 können auf einer Seite, die von dem Träger 102 abgewandt ist, koplanare Stirnflächen aufweisen. In dieser Weise kann eine Schichtstruktur 100 mit einer wohldefinierten Abmessung in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, bereitgestellt werden. Diese Konfiguration vereinfacht eine Integration der Schichtstruktur 100 in eine Vorrichtung.
Die 2A und 2B zeigen ein weiteres Beispiel einer Schichtstruktur 200. Die Elemente der Schichtstruktur 200, die den Elementen der Schichtstruktur 100 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch um die Zahl 100 vergrößert. Die Schichtstruktur 200 wird nur insofern beschrieben, als sie sich von der in den 1A und 1B gezeigten Schichtstruktur 100 unterscheidet.
Die in den 2A und 2B gezeigte Schichtstruktur 200 unterscheidet sich von der in den 1A und 1B gezeigten Schichtstruktur 100 im Hinblick auf die Konfiguration der Halteelemente 208, 209, 208', 209', 208'', 209'', 208''', 209'''. In der folgenden Beschreibung der Unterschiede zwischen den Schichtstrukturen 100 und 200 wird nur auf das erste und das zweite Halteelement 208, 209 Bezug genommen. Die anschließend erörterten Unterschiede können außerdem für die anderen Halteelemente 208', 209', 208'', 209'', 208''', 209''' gelten.
Wie in 2B angegeben ist, unterscheiden sich die Halteelemente 208, 209 der Schichtstruktur 200 von den Halteelementen 108, 109 insofern, als sie sich entlang einer Oberfläche des ersten Halteelements 208, die der zweidimensionalen Schicht 204 zugewandt ist, in physischen Kontakt miteinander befinden. Zusätzlich ist das zweite Halteelement 209 aus dem Material des Trägers 202 hergestellt. Wie in 2B gezeigt ist, kann das zweite Halteelement 209 einteilig mit dem Träger 202, z. B. mit einer oberen Schicht 202a, falls der Träger 202 mehrere Schichten 202a, 202b enthält, ausgebildet sein, wie in 2B gezeigt ist.
Selbst wenn in den obigen Beispielen die jeweiligen Haltestützen 108, 108', 108'', 108''' und 208, 208', 208'', 208''' als die ersten Halteelemente konfiguriert sind, die sich mit einem jeweiligen zweiten Halteelement in physischen Kontakt befinden, sind die Ausführungsformen nicht auf diese Konfiguration eingeschränkt. Stattdessen sind außerdem Schichtstrukturen gemäß verschiedenen Ausführungsformen vorstellbar, die erste und zweite Halteelemente enthalten, die nicht über die zweidimensionale Schicht zu dem jeweiligen Träger vorstehen. Zusätzlich sind Haltestützen vorstellbar, die nicht als die ersten Halteelemente konfiguriert sind.
Die 3A und 3B zeigen die Anordnungen 300, 400, die jeweils mehrere Schichtstrukturen 100, 200 enthalten, die oben bezüglich der 1A, 1B, 2A und 2B beschrieben worden sind. Selbst wenn die in 3A gezeigte Anordnung 300 so dargestellt ist, dass sie nur die in den 1A und 1B gezeigten Schichtstrukturen 100 enthält, und die Anordnung 400 so dargestellt ist, dass sie nur die in den 2A und 2B gezeigten Schichtstrukturen 200 enthält, sind Anordnungen, die andere Typen von Schichtstrukturen, z. B. beide der oben beschriebenen Schichtstrukturen 100 und 200, enthalten, außerdem vorstellbar.
Die Schichtstrukturen, die einen Halteabschnitt enthalten, der über eine zweidimensionale Schicht hinaus verläuft, die von einem jeweiligen Träger beabstandet ist, ermöglichen eine Verringerung der Ausdehnung in der Ebene der Schichtstruktur im Vergleich zu den Schichtstrukturen, die keine Halteabschnitte enthalten. In dieser Weise können Anordnungen mit einer höheren Schichtstruktur-Packungsdichte bereitgestellt werden.
4 zeigt eine Vorrichtung 500. Die Vorrichtung kann eine Schichtstruktur 501 gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthalten. Die Schichtstruktur 501 kann einen Träger 502, eine zweidimensionale Schicht 504 und eine Haltestruktur 506 enthalten. Die Haltestruktur 506 kann ähnlich zu den oben beschriebenen Schichtstrukturen 100, 200 mehrere Haltestützen 508, 508' enthalten. Im Gegensatz zu den obigen Schichtstrukturen 100, 200 sind jedoch die Haltestützen 508, 508' nicht als erste Halteelemente konfiguriert, d. h., sie befinden sich nicht mit einem zweiten Halteelement, das andere Wärmeausdehnungseigenschaften aufweist, in physischen Kontakt. Die in 4 gezeigte Schichtstruktur 501 kann jedoch durch eine der oben beschriebenen Schichtstrukturen 100, 200 oder sogar durch eine Anordnung, die mehrere Schichtstrukturen 100, 200 enthält, wie z. B. die oben beschriebenen Anordnungen 300, 400, ersetzt sein.
Die Haltestützen 508, 508' der in 4 gezeigten Schichtstruktur 501 können aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie z. B. Kupfer oder Aluminium, hergestellt sein und können sich mit den Kontaktdrähten 510, 510', die einen elektrischen Kontakt mit den Kontaktstellen 512, 512', die an einem Vorrichtungsträger 514 bereitgestellt sind, bereitstellen, in elektrischen Kontakt befinden.
Die Vorrichtung 500 kann ferner eine elektronische Schaltung 516 enthalten, die über die Leitungen 518 mit der Schichtstruktur 501 gekoppelt ist, um ein elektrisches Signal von der zweidimensionalen Schicht 504 zu detektieren.
Die Vorrichtung 500 kann als ein Sensor, wie z. B. ein Mikrophon oder ein Hall-Sensor, konfiguriert sein. Alternativ kann die Vorrichtung 500 als ein Aktuator, wie z. B. ein Lautsprecher, konfiguriert sein.
5 zeigt einen Ablaufplan eines beispielhaften Verfahrens 600 zum Herstellen einer Schichtstruktur, z. B. der in den 1A und 1B gezeigten Schichtstruktur.
Das Verfahren 600 kann Folgendes enthalten:

Bilden einer zweidimensionalen Schicht auf einer Schicht eines katalytisch aktiven Materials eines Trägers, (610),
Bilden eines Grabens auf oder in dem Träger, der über die Grenzfläche zwischen der zweidimensionalen Schicht und dem katalytisch aktiven Material hinaus verläuft, (620),
Abscheiden eines Materials in dem Graben, dadurch Bilden einer Haltestütze, die einen Kontaktabschnitt, der sich mit der zweidimensionalen Schicht in physischen Kontakt befindet, und einen Halteabschnitt, der sich von dem Kontaktabschnitt über die Grenzfläche zwischen der zweidimensionalen Schicht und dem katalytisch aktiven Material hinaus zu dem Träger erstreckt, enthält, (630),
Bilden eines weiteren Grabens auf oder in dem Träger, der teilweise durch die Haltestütze begrenzt ist, (640),
Abscheiden eines weiteren Materials in dem weiteren Graben, so dass es sich mit der Haltestütze in Kontakt befindet, (650) und
Entfernen eines Abschnitts des Trägers an der Grenzfläche zu der zweidimensionalen Schicht, um wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht zu trennen, um wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht von dem Träger zu trennen, (660).

Im Folgenden wird das Verfahren 600 nach 5 bezüglich der 6A bis 17B ausführlicher erklärt. In diesen Figuren zeigen jene Figuren, die durch ein Suffix „A“ bezeichnet sind, einen Grundriss des Trägers 102 in verschiedenen Herstellungsstufen, während jene Figuren, die durch ein Suffix „B“ bezeichnet sind, eine Schnittansicht des Substrats 102 gemäß der Linie B-B in dem jeweiligen Grundriss zeigen.
In den 6A und 6B ist ein Träger 102 mit einer darauf ausgebildeten zweidimensionalen Schicht 104' gezeigt.
Der Träger 102 kann einen Basisträger 102' und eine Schicht 103 aus einem katalytisch aktiven Material auf einer Oberfläche des Basisträgers 102' enthalten. Das Bilden der zweidimensionalen Schicht 104' auf dem Träger 102 kann das Abscheiden wenigstens eines Materials, das aus Graphen, Molybdänsulfid, Wolframdisulfid, Wolframdiselenid, einem Übergangsmetall-Dichalkogenoid, Phosphoren, Silikon, Germanen, Graphan, Germanan, Fluorgraphen und Fluorgraphan ausgewählt ist, auf der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials, z. B. durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD), enthalten.
Der Basisträger 102' kann mehrere Basisträgerschichten 102a', 102b' enthalten, die aus Materialien mit einem Schmelzpunkt von über 800 °C, wie z. B. SiO₂ oder Si₃N₄, hergestellt sind. Die Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials kann Materialien, wie z. B. Kupfer, Platin, Iridium, Nickel, Eisen, Mangan oder Palladium, enthalten.
Nach dem Bilden der zweidimensionalen Schicht 104' kann das Verfahren das Strukturieren der zweidimensionalen Schicht 104' enthalten, um eine zweidimensionale Schicht 104 mit einer gewünschten Form, z. B. einem Hall-Kreuz, bereitzustellen, wie in den 7A und 7B veranschaulicht ist.
Das Verfahren kann ferner das Bilden einer Haltestruktur 106 auf dem Träger 102 und auf einem Abschnitt der zweidimensionalen Schicht 104 enthalten, so dass die Haltestruktur 106 konfiguriert ist, die zweidimensionale Schicht 104 auf dem Träger 102 zu halten.
Das Bilden der Haltestruktur 106 kann das Bilden eines Grabens in oder auf dem Träger 102 enthalten, wie in den 8A und 8B angegeben ist. Das Bilden eines Grabens kann das Abscheiden einer Schicht 120 eines Opfermaterials, wie z. B. eines Photolacks, auf der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials und auf der zweidimensionalen Schicht 104 und das photolithographische Definieren eines Bereichs oder mehrerer einzelner Bereiche auf der Schicht 120 des Opfermaterials enthalten. Anschließend wird in diesen Bereichen das Opfermaterial herunter bis zur Oberfläche der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials, wie z. B. durch ein Lösungsmittel, wie z. B. Aceton, entfernt, wobei dadurch ein Abschnitt der Oberseite der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials und ein äußerer Umfangsabschnitt 104a der zweidimensionalen Schicht 104 freigelegt werden. In dieser Weise wird ein Graben 121 gebildet, der von der Oberfläche der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, über die zweidimensionale Schicht 104 hinaus verläuft.
Anschließend wird, wie in den 9A und 9B angegeben ist, das katalytisch aktive Material in den Bereichen der Gräben 121 herunter bis zur Oberfläche des Basisträgers 102', der sich benachbart unter der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials befindet, z. B. durch Ätzen, entfernt, wobei dadurch die in der Schicht 120 des Opfermaterials ausgebildet Gräben 121 über die Grenzfläche 105 zwischen der zweidimensionalen Schicht 104 und der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials verlängert werden. In dieser Weise werden die Gräben 122 gebildet, die sowohl über die Grenzfläche 105 zwischen der zweidimensionalen Schicht 104 und der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials hinaus zu dem Basisträger 102' als auch in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, über die zweidimensionale Schicht 104 hinaus verlaufen. Der Basisträger 102' kann eine Schicht 102a' enthalten, die aus einem ätzbeständigen Material hergestellt ist, um die Tiefe der Gräben 122 in dem Träger 102 genau zu definieren.
Die Abmessung des Abschnitts des Grabens 122, der in der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials verläuft, kann größer als ein Durchmesser der zweidimensionalen Schicht 104 sein.
Das Verfahren kann ferner das Entfernen eines Teils des Opfermaterials der Schicht 120 des Opfermaterials enthalten, um einen Abschnitt einer Oberfläche 104b der zweidimensionalen Schicht 104, der von dem Träger 102 abgewandt ist, freizulegen, wie in den 10A und 10B gezeigt ist. In dieser Weise können die Gräben 122 teilweise über die Oberfläche 104b der zweidimensionalen Schicht 104, die von dem Träger 102 abgewandt ist, verlängert werden. Folglich sind die so gebildeten Gräben 122 teilweise sowohl durch einen äußeren Umfangsabschnitt 104a als auch durch einen Abschnitt der Oberfläche 104b der zweidimensionalen Schicht 104, der von dem Träger 102 abgewandt ist, begrenzt.
Wie in den 11A und 11B gezeigt ist, kann das Bilden der Haltestruktur 106 ferner das Abschneiden eines Materials in den Gräben 122 enthalten, wobei dadurch die Haltestützen 108, 108', 108", 108''' gebildet werden, die einen Kontaktabschnitt 112, der sich mit der zweidimensionalen Schicht 104 in physischen Kontakt befindet, und einen Halteabschnitt 110, der von dem Kontaktabschnitt 112 über die Grenzfläche 105 zwischen der zweidimensionalen Schicht 104 und der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials hinaus zu dem Basisträger 102' verläuft, enthalten.
Es sollte angegeben werden, dass während der Abscheidung des Materials in den Gräben 122 eine Schicht 124 dieses Materials außerdem auf der Schicht 120 des Opfermaterials abgeschieden werden kann, wie in den 11A und 11B gezeigt ist. Diese Schicht 124 kann anschließend durch das Entfernen der Schicht 120 des Opfermaterials, z. B. durch ein Lösungsmittel, wie z. B. Acton, entfernt werden (vgl. die 12A und 12B).
Das in den Gräben 122 abgeschiedene Material kann ein elektrisch leitfähiges Material, z. B. ein Metall, wie z. B. Aluminium oder Kupfer, enthalten.
Wie in 12B gezeigt ist, befinden sich die Kontaktabschnitte 112, 112' der Haltestützen 108, 108' sowohl mit einem äußeren Umfangsabschnitt 104a der zweidimensionalen Schicht 104 als auch mit einer Oberfläche 104b der zweidimensionalen Schicht 104, die von dem Träger 102 abgewandt ist, in physischen Kontakt. Dies kann außerdem für die anderen Haltestützen 108'', 108''', die in 12B nicht gezeigt sind, gelten.
Das Verfahren kann ferner das Entfernen eines Abschnitts des Trägers 102 an der Grenzfläche 105 zu der zweidimensionalen Schicht 104 enthalten, um wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht 104 von dem Träger 102 zu trennen.
Spezifischer kann das Entfernen des Trägers 102 das Entfernen wenigstens eines Teils der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials oder sogar der gesamten Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials enthalten, wie in den 13A und 13B gezeigt ist. In dieser Weise kann wenigstens ein Abschnitt der oder sogar die gesamte zweidimensionale Schicht 104 von dem Träger 102 getrennt werden. Es sollte angegeben werden, dass nach der Entfernung der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials der Basisträger 102' zum Träger 102 völlig gleich sein kann, wie in den 13A und 13B gezeigt ist.
Die in den 13A und 13B gezeigten Schichtstruktur entspricht im Grunde der Schichtstruktur 501 der in 4 gezeigten Vorrichtung 500. Dies bedeutet, dass die einzelnen Haltestützen 108, 108', 108", 108''' nicht als die ersten Halteelemente konfiguriert sind, die sich mit den jeweiligen zweiten Halteelementen, die Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen, die von jenen der Haltestützen 108, 108', 108", 108''' verschieden sind, in physischen Kontakt befinden.
Um eine Schichtstruktur 100, die die Halteelemente enthält, z. B. die in den 1A und 1B gezeigte Schichtstruktur 100, herzustellen, kann das Verfahren ferner beginnend von der in den 12A und 12B gezeigten Konfiguration das Bilden der zweiten Halteelemente, die sich mit den Haltestützen 108, 108', 108", 108''' in physischen Kontakt befinden, vor dem Entfernen der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials enthalten.
Wie in den 14A und 14B gezeigt ist, kann das Bilden der zweiten Halteelemente das Bilden weiterer Gräben auf oder in dem Träger 102 enthalten, die teilweise durch die Haltestützen 108, 108', 108", 108"' begrenzt sind.
Das Bilden der weiteren Gräben kann das Abscheiden einer weiteren Schicht 126 des Opfermaterials, wie z. B. eines Photolacks, auf der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials, auf einem Teil der Haltestützen 108, 108', 108", 108"' und auf der Oberfläche 104b der zweidimensionalen Schicht 104, die von dem Träger 102 abgewandt ist, und das photolithographische Definieren eines Bereichs oder mehrerer einzelner Bereiche auf der weiteren Schicht 126 des Opfermaterials den Haltestützen 108, 108', 108", 108"' benachbart, in denen das Opfermaterial dann herunter bis zur Oberfläche 103 des katalytisch aktiven Materials, z. B. durch ein Lösungsmittel, wie z. B. Aceton, entfernt wird, enthalten, wie in den 14A und 14B angegeben ist.
Anschließend wird das katalytisch aktive Material in den Bereichen der Gräben, die in der Schicht 126 des Opfermaterials ausgebildet sind, herunter bis zur Oberfläche des Basisträgers 102', die sich benachbart unter der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials befindet, z. B. durch Ätzen, entfernt, wobei dadurch die Gräben 128 gebildet werden, die sowohl über die Grenzfläche 105 zwischen der zweidimensionalen Schicht 104 und der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials in dem Träger 102 hinaus als auch in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, über die zweidimensionale Schicht 104 hinaus verlaufen, wie in den 15A und 15B angegeben ist. Der Basisträger 102' kann unter der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials eine ätzbeständige Schicht 102a' enthalten, um die Tiefe der Gräben 128 in dem Träger 102 genau zu definieren.
Wie in den 16A und 16B gezeigt ist, kann das Bilden der zweiten Halteelemente 109, 109', 109", 109''' ferner das Abscheiden eines weiteren Materials in den Gräben 128 enthalten. Weil die Gräben 128 teilweise durch die Haltestützen 108, 108', 108", 108''' begrenzt sind, befindet sich das in den Gräben 128 abgeschiedene Material mit den Haltestützen 108, 108', 108", 108''' in physischen Kontakt. Hierdurch kann eine Schicht 130 des weiteren Materials auf der Schicht 126 des Opfermaterials abgeschieden werden. Diese Schicht 130 kann anschließend zusammen mit der Schicht 126 des Opfermaterials, z. B. durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP), entfernt werden. In dieser Weise können die Form und die Abmessungen der zweiten Halteelemente 109, 109', 109'', 109''' definiert werden. Wie in 17B gezeigt ist, können die zweiten Halteelemente 109, 109', 109", 109"' poliert werden, damit sie in einer Richtung, die weg von dem Träger 102 zeigt, die gleichen Abmessungen wie die entsprechenden ersten Halteelemente 108, 108', 108", 108''' aufweisen.
Anschließend kann die Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials wenigstens an der Grenzfläche 105 zu der zweidimensionalen Schicht 104 oder völlig entfernt werden, wobei dadurch eine in den 17A und 17B gezeigte Schichtstruktur erhalten wird.
Das Verfahren kann optional das Bilden wenigstens einer Heizvorrichtung 114 auf dem Substrat 102 enthalten. Die Heizvorrichtung 114 kann z. B. photolithographisch auf dem Träger 102 gebildet werden. In dieser Weise kann eine Schichtstruktur ähnlich zu der in den 1A und 1B gezeigten Schichtstruktur 100 erreicht werden.
18 zeigt einen Ablaufplan eines weiteren beispielhaften Verfahrens 700 zum Herstellen einer Schichtstruktur, z. B. der in den 2A und 2B gezeigten Schichtstruktur.
Das Verfahren 700 kann Folgendes enthalten:

Bilden einer zweidimensionalen Schicht auf einer Schicht eines katalytisch aktiven Materials eines Trägers, (710),
Entfernen des Materials des Trägers in einem der zweidimensionalen Schicht benachbarten Bereich und dadurch Bilden eines Stegs, der zu der zweidimensionalen Schicht vorsteht, (720),
Bilden eines teilweise durch den Steg begrenzten Grabens, (730),
Abscheiden eines Materials in dem Graben und dadurch Bilden einer Haltestütze, die einen Kontaktabschnitt, der sich mit der zweidimensionalen Schicht in physischen Kontakt befindet, und einen Halteabschnitt, der von dem Kontaktabschnitt über die Grenzfläche zwischen der zweidimensionalen Schicht und dem katalytisch aktiven Material hinaus zu dem Träger verläuft, enthält, (740),
Entfernen eines Abschnitts des Trägers an der Grenzfläche zu der zweidimensionalen Schicht, um wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht von dem Träger zu trennen, (750).

Das Verfahren 700 nach 18 wird anschließend bezüglich der 19A bis 23B ausführlicher beschrieben. In diesen Figuren zeigen jene Figuren, die durch ein Suffix „A“ bezeichnet sind, einen Grundriss des Trägers 202 in verschiedenen Herstellungsstufen, während jene Figuren, die durch ein Suffix „B“ bezeichnet sind, eine Schnittansicht des Trägers 202 gemäß der Linie B-B in dem jeweiligen Grundriss zeigen.
Der Träger 202, auf dem die zweidimensionale Schicht 204 ausgebildet ist, ist in den 19A und 19B ohne eine darauf ausgebildet zweidimensionale Schicht gezeigt. Das Substrat kann einen Basisträger 202' und eine Schicht 203 des katalytisch aktiven Materials auf einer Oberfläche des Basisträgers 202' enthalten. Die Schicht 203 des katalytisch aktiven Materials kann teilweise in den Basisträger 202' eingebettet sein. Der Basisträger 202' kann mehrere Schichten 202a', 202b' enthalten. Die Schicht 203 des katalytisch aktiven Materials kann in eine obere Schicht 202a' des Basisträgers 202', z. B. durch einen Damaszen-Prozess, eingebettet werden.
Das Bilden der zweidimensionalen Schicht 204 auf dem Träger 202 kann das Abscheiden wenigstens eines Materials, das aus Graphen, Molybdänsulfid, Wolframdisulfid, Wolframdiselenid, einem Übergangsmetall-Dichalkogenoid, Phosphoren, Silikon, Germanen, Graphan, Germanan, Fluorgraphen und Fluorgraphan ausgewählt ist, auf der Schicht 203 des katalytisch aktiven Materials, z. B. durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD), enthalten.
Wie oben erwähnt worden ist, kann der Basisträger 202' mehrere Trägerschichten 202a', 202b' enthalten, die aus Materialien mit einem Schmelzpunkt von über 800 °C, wie z. B. SiO₂ oder Si₃N₄, hergestellt sind. Die Schicht 203 des katalytisch aktiven Materials kann wenigstens eines von Kupfer, Platin, Iridium, Gold, Nickel, Eisen, Mangan oder Palladium, enthalten.
Die obenerwähnten Materialien haften im Grunde nur an der Schicht 103 des katalytisch aktiven Materials. Diese Schicht kann mit einer gewünschten Form, wie z. B. einem Hall-Kreuz, bereitgestellt sein. In dieser Weise kann eine anschließende Strukturierung der zweidimensionalen Schicht verzichtbar sein. Es soll jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass das Verfahren außerdem eine anschließende Strukturierung der zweidimensionalen Schicht 204 enthalten kann.
Das Verfahren kann ferner das Bilden einer Haltestruktur 206 auf dem Träger 202 und auf einem Abschnitt der zweidimensionalen Schicht 204 enthalten, so dass die Haltestruktur 206 konfiguriert ist, die zweidimensionale Schicht 204 auf dem Träger 202 zu halten.
Das Bilden der Haltestruktur 206 kann das Bilden von wenigstens einem oder mehreren Gräben in dem Träger 202 enthalten. Im Folgenden wird das Bilden mehrerer Gräben erörtert.
Das Bilden der Gräben kann das Abscheiden einer Schicht eines Opfermaterials auf dem Träger 202 und das photolithographische Freilegen eines Bereichs der Trägerschicht 202a' enthalten. In diesem Bereich kann die Trägerschicht 202a' über die Grenzfläche 205 zwischen der zweidimensionalen Schicht 204 und der Schicht des katalytisch aktiven Materials 203 hinaus entfernt werden. Durch das Entfernen eines Teils der Trägerschicht 202a' können die Stege 209, 209', 209", 209"', die die Schicht 203 des katalytisch aktiven Materials begrenzen, der zweidimensionalen Schicht 204 benachbart gebildet werden, wie in den 21A und 21B gezeigt ist. Diese Stege 209, 209', 209'', 209''' können den zweiten Halteelementen 209, 209', 209'', 209''' entsprechen, die in den 2A und 2B gezeigt sind. Die Stege 209, 209', 209'', 209''' können mit der Trägerschicht 202a' einteilig gebildet werden.
Das Verfahren kann zusätzlich das Bilden weiterer Gräben 224 in dem Träger 202, z. B. in einer Schicht 220 des Opfermaterials, wie z. B. einem Photolack, enthalten. Die Gräben 224 können in der Schicht 220 des Opfermaterials photolithographisch gebildet werden. Die Gräben 224 können teilweise durch die Stege 209, 209', 209", 209"', einen äußeren Umfangsabschnitt 204a der zweidimensionalen Schicht 204 und eine Oberfläche 204b der zweidimensionalen Schicht 204, die von dem Träger 202 abgewandt sind, begrenzt sein.
Anschließend können die Gräben 224 mit einem Material, das sich von dem Material der Trägerschicht 202a' im Hinblick auf die Wärmeausdehnungseigenschaften unterscheidet, gefüllt werden, wobei dadurch die Haltestützen 208, 208', 208'', 208''', die als die ersten Halteelemente konfiguriert sind, gebildet werden, wie in den 22A und 22B angegeben ist. Weil die Gräben 224 von den Stegen 209, 209', 209", 209"', den äußeren Umfangsabschnitten 204a der zweidimensionalen Schicht 204 und der Oberfläche 204b der zweidimensionalen Schicht 204, die von dem Träger abgewandt ist, begrenzt sind, befinden sich die so gebildeten Haltestützen 208, 208', 208", 208"' mit den Stegen 209, 209', 209", 209"', einem äußeren Umfangsabschnitt 204a der zweidimensionalen Schicht 204 und einer Oberfläche 204b der zweidimensionalen Schicht 204, die von dem Träger 202 abgewandt ist, in physischen Kontakt.
Im Folgenden kann die Schicht 220 des Opfermaterials zusammen mit einer Schicht 226, die oben auf der Schicht 220 des Opfermaterials während der Abscheidung des weiteren Materials in den Gräben 224 gebildet wird, entfernt werden.
Anschließend kann die Schicht 203 des katalytisch aktiven Materials wenigstens auf der Grenzfläche 205 der zweidimensionalen Schicht 204 entfernt werden. Wie in 23B angegeben ist, kann die Schicht 203 des katalytisch aktiven Materials völlig entfernt werden, wobei dadurch die gesamte zweidimensionale Schicht 204 von dem Substrat 202 getrennt wird.
Durch das Entfernen der gesamten Schicht 203 des katalytisch aktiven Materials wird der Basisträger 202' zu dem Träger 202 völlig gleich, wie in 23B gezeigt ist.
Das Verfahren 700 kann außerdem das Bilden einer Heizvorrichtung 214 oder mehrerer Heizvorrichtungen 214 auf dem Träger 202 einem oder mehreren der mehreren Halteelemente 208, 208', 208", 208'", 209, 209', 209", 209"' benachbart enthalten.
Durch die oben beschriebenen beispielhaften Herstellungsverfahren kann eine hängende zweidimensionale Schicht gebildet werden, die im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren nicht von einem Wachstumssubstrat, auf dem sie ursprünglich aufgewachsen ist, übertragen werden muss. In dieser Weise kann das Risiko des Beschädigens der zweidimensionalen Schicht verringert werden, wobei dadurch das Aufrechterhalten der Eigenschaften der zweidimensionalen Schichten 104, 204, wie z. B. ihrer hohen Ladungsträgerbeweglichkeiten und ihrer hohen Elastizitätsmoduln, sichergestellt wird.
Im Folgenden werden verschiedene Aspekte dieser Offenbarung veranschaulicht:

Das Beispiel 1 ist eine Schichtstruktur. Die Schichtstruktur kann einen Träger, eine zweidimensionale Schicht und eine Haltestruktur enthalten. Die Haltestruktur ist auf dem Träger angeordnet und hält die zweidimensionale Schicht auf dem Träger, so dass wenigstens ein Abschnitt der zweidimensionalen Schicht von dem Träger beabstandet ist. Die Haltestruktur enthält einen Halteabschnitt, der von der zweidimensionalen Schicht über den wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht, der von dem Träger beabstandet ist, hinaus zu dem Träger verläuft.
Im Beispiel 2 kann der Gegenstand des Beispiels 1 optional enthalten, dass die zweidimensionale Schicht aus einem Schichtmaterial hergestellt ist, das wenigstens eines von Graphen, einem mit Graphen verwandten Material, einem Übergangsmetall-Dichalkogenoid, Phosphoren, Silicen, Germanen, Graphan, Germanan, Fluorgraphen und Fluorgraphan enthält.
Im Beispiel 3 kann der Gegenstand des Beispiels 2 optional enthalten, dass das mit Graphen verwandte Material wenigstens eines von 2D-Molybdänsulfid, -Wolframdisulfid und -Wolframdiselenid enthält.
Im Beispiel 4 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 1 bis 3 optional enthalten, dass sich der Halteabschnitt mit dem Träger in physischen Kontakt befindet.
Im Beispiel 5 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 1 bis 4 optional enthalten, dass die Haltestruktur einen Kontaktabschnitt enthält, der sich mit dem wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht in Kontakt befindet.
Im Beispiel 6 kann der Gegenstand des Beispiels 5 optional enthalten, dass sich der Kontaktabschnitt mit einem äußeren Umfangsabschnitt der zweidimensionalen Schicht in Kontakt befindet.
Im Beispiel 7 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 5 oder 6 optional enthalten, dass sich der Kontaktabschnitt mit einer Oberfläche der zweidimensionalen Schicht, die von dem Träger abgewandt ist, in Kontakt befindet.
Im Beispiel 8 können die Gegenstände der Beispiele 6 und 7 optional enthalten, dass der Kontaktabschnitt ein abgewinkelter Abschnitt der Haltestruktur ist, der sich sowohl mit dem äußeren Umfangsabschnitt der zweidimensionalen Schicht als auch mit der Oberfläche der zweidimensionalen Schicht, die von dem Träger abgewandt ist, in Kontakt befindet.
Im Beispiel 9 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 5 bis 8 optional enthalten, dass die Haltestruktur eine Haltestütze enthält, die den Kontaktabschnitt und den Halteabschnitt enthält.
Im Beispiel 10 kann der Gegenstand des Beispiels 9 optional enthalten, dass die Haltestütze in einem Stück ausgebildet ist.
Im Beispiel 11 können die Gegenstände irgendeines der Beispiele 9 oder 10 enthalten, dass die Haltestütze in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, eine Abmessung im Bereich von etwa 500 nm bis etwa 50 µm aufweist.
Im Beispiel 12 kann der Gegenstand des Beispiels 11 optional enthalten, dass die Haltestütze in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, eine Abmessung im Bereich von etwa 4 µm bis etwa 20 µm aufweist.
Im Beispiel 13 kann der Gegenstand des Beispiels 12 optional enthalten, dass die Haltestütze in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, eine Abmessung im Bereich von etwa 5 µm bis etwa 10 µm aufweist.
Im Beispiel 14 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 9 bis 13 optional enthalten, dass das Verhältnis eines Durchmessers der zweidimensionalen Schicht zu einer Abmessung der Haltestütze in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, bis zu einem Maximum von 20:1 reicht.
Im Beispiel 15 kann der Gegenstand des Beispiels 14 optional enthalten, dass das Verhältnis eines Durchmessers der zweidimensionalen Schicht zu einer Abmessung der Haltestütze in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, 10:1 beträgt.
Im Beispiel 16 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 9 bis 15 optional enthalten, dass mehrere Haltestützen mehrere Abschnitte der zweidimensionalen Schicht halten.
Im Beispiel 17 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 9 bis 16 optional enthalten, dass die Haltestütze wenigstens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.
Im Beispiel 18 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 1 bis 17 optional enthalten, dass die gesamte zweidimensionale Schicht von dem Träger beabstandet ist.
Das Beispiel 19 ist eine Anordnung. Die Anordnung kann mehrere Schichtstrukturen irgendeines der Beispiele 1 bis 18 enthalten.
Das Beispiel 20 ist eine Vorrichtung. Die Vorrichtung kann eine Schichtstruktur irgendeines der Beispiele 1 bis 18 und eine elektronische Schaltung, die mit der Schichtstruktur gekoppelt ist, um ein elektrisches Signal von der zweidimensionalen Schicht zu detektieren, enthalten.
Im Beispiel 21 kann der Gegenstand des Beispiels 20 optional enthalten, dass die Vorrichtung als ein Sensor konfiguriert ist.
Im Beispiel 22 kann der Gegenstand des Beispiels 21 optional enthalten, dass die Vorrichtung als ein Mikrophon konfiguriert ist.
Das Beispiel 23 ist eine Vorrichtung. Die Vorrichtung kann eine Schichtstruktur irgendeines der Beispiele 1 bis 18 und eine elektronische Schaltung, die mit der Schichtstruktur gekoppelt ist, um der zweidimensionalen Schicht ein elektrisches Signal bereitzustellen, enthalten.
Im Beispiel 24 kann der Gegenstand des Beispiels 23 optional enthalten, dass die Vorrichtung als ein Aktuator konfiguriert ist.
Im Beispiel 25 kann der Gegenstand des Beispiels 24 optional enthalten, dass die Vorrichtung als ein Lautsprecher konfiguriert ist.
Das Beispiel 26 ist eine Schichtstruktur. Die Schichtstruktur kann einen Träger, eine zweidimensionale Schicht und eine Haltestruktur enthalten. Die Haltestruktur ist auf dem Träger angeordnet und hält die zweidimensionale Schicht auf dem Träger, so dass wenigstens ein Abschnitt der zweidimensionalen Schicht von dem Träger beabstandet ist. Die Haltestruktur enthält wenigstens zwei Halteelemente, die sich miteinander in physischen Kontakt befinden und die verschiedene Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen.
Im Beispiel 27 kann der Gegenstand des Beispiels 26 optional enthalten, dass die zweidimensionale Schicht aus einem Schichtmaterial hergestellt ist, das wenigstens eines von Graphen, einem mit Graphen verwandten Material, einem Übergangsmetall-Dichalkogenoid, Phosphoren, Silicen, Germanen, Graphan, Germanan, Fluorgraphen und Fluorgraphan enthält.
Im Beispiel 28 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 26 oder 27 optional enthalten, dass das mit Graphen verwandte Material wenigstens eines von 2D-Molybdänsulfid, -Wolframdisulfid und -Wolframdiselenid enthält.
Im Beispiel 29 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 26 bis 28 optional enthalten, dass sich die wenigstens zwei Halteelemente entlang wechselseitig komplementärer Kontaktflächen miteinander in physischen Kontakt befinden.
Im Beispiel 30 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 26 bis 29 optional enthalten, dass wenigstens eines der Halteelemente aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.
Im Beispiel 31 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 26 bis 30 optional enthalten, dass wenigstens ein Halteelement aus einem Material des Trägers hergestellt ist.
Im Beispiel 32 kann der Gegenstand des Beispiels 31 optional enthalten, dass wenigstens ein Halteelement, das aus einem Material des Trägers hergestellt ist, mit dem Träger einteilig ausgebildet ist.
Im Beispiel 33 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 26 bis 32 optional ferner eine Heizvorrichtung enthalten, die konfiguriert ist, die wenigstens zwei Halteelemente zu erwärmen.
Im Beispiel 34 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 26 bis 33 optional enthalten, dass die Haltestruktur einen Halteabschnitt enthält, der von der zweidimensionalen Schicht über den wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht, der von dem Träger beabstandet ist, hinaus zu dem Träger verläuft.
Im Beispiel 35 kann der Gegenstand des Beispiels 34 optional enthalten, dass sich der Halteabschnitt mit dem Träger in physischen Kontakt befindet.
Im Beispiel 36 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 34 oder 35 optional enthalten, dass wenigstens ein Halteelement einen Halteabschnitt enthält.
Im Beispiel 37 kann der Gegenstand des Beispiels 36 optional enthalten, dass jedes Halteelement einen Halteabschnitt enthält.
Im Beispiel 38 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 26 bis 37 optional enthalten, dass die Haltestruktur einen Kontaktabschnitt enthält, der sich mit dem wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht, der von dem Träger beabstandet ist, in Kontakt befindet.
Im Beispiel 39 kann der Gegenstand des Beispiels 38 optional enthalten, dass sich der Kontaktabschnitt mit einem äußeren Umfangsabschnitt der zweidimensionalen Schicht in Kontakt befindet.
Im Beispiel 40 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 38 oder 39 optional enthalten, dass sich der Kontaktabschnitt mit einer Oberfläche der zweidimensionalen Schicht, die von dem Träger abgewandt ist, in Kontakt befindet.
Im Beispiel 41 kann der Gegenstand der Beispiele 39 und 40 optional enthalten, dass der Kontaktabschnitt ein abgewinkelter Abschnitt der Haltestruktur ist, der sich sowohl mit dem äußeren Umfangsabschnitt der zweidimensionalen Schicht als auch mit der Oberfläche der zweidimensionalen Schicht, die von dem Träger abgewandt ist, in Kontakt befindet.
Im Beispiel 42 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 34 bis 37 und irgendeines der Beispiele 38 bis 41 optional enthalten, dass die Haltestruktur eine Haltestütze, die den Kontaktabschnitt und den Halteabschnitt enthält, enthält.
Im Beispiel 43 kann der Gegenstand des Beispiels 42 und irgendeines der Beispiele 36 oder 37 optional enthalten, dass die Haltestütze als ein erstes Halteelement konfiguriert ist, das sich mit einem zweiten Halteelement in physischen Kontakt befindet.
Im Beispiel 44 kann der Gegenstand des Beispiels 43 optional enthalten, dass sich das erste und das zweite Halteelement an einer Oberfläche des ersten Halteelements, die von der zweidimensionalen Schicht abgewandt ist oder der zweidimensionalen Schicht zugewandt ist, miteinander in physischen Kontakt befinden.
Im Beispiel 45 kann der Gegenstand des Beispiels 44 optional enthalten, dass das erste und das zweite Element in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, koextensiv sind.
Im Beispiel 46 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 43 bis 45 optional enthalten, dass das erste und das zweite Halteelement auf einer Seite, die von dem Träger abgewandt ist, koplanare Stirnflächen aufweisen.
Im Beispiel 47 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 42 bis 46 optional enthalten, dass die Haltestütze in einem Stück ausgebildet ist.
Im Beispiel 48 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 42 bis 47 optional enthalten, dass die Haltestütze in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, eine Abmessung im Bereich von etwa 500 nm bis etwa 50 µm aufweist.
Im Beispiel 49 kann der Gegenstand des Beispiels 48 optional enthalten, dass die Stütze in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, eine Abmessung im Bereich von etwa 4 µm bis etwa 20 µm aufweist.
Im Beispiel 50 kann der Gegenstand des Beispiels 49 optional enthalten, dass die Stütze in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, eine Abmessung im Bereich von etwa 5 µm bis etwa 10 µm aufweist.
Im Beispiel 51 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 42 bis 50 optional enthalten, dass das Verhältnis eines Durchmessers der zweidimensionalen Schicht zu einer Abmessung der Haltestütze in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, bis zu einem Maximum von 20:1 reicht.
Im Beispiel 52 kann der Gegenstand des Beispiels 51 optional enthalten, dass das Verhältnis eines Durchmessers der zweidimensionalen Schicht zu einer Abmessung der Haltestütze in einer Richtung, die weg von dem Träger zeigt, 10:1 beträgt.
Im Beispiel 53 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 42 bis 52 optional enthalten, dass mehrere Haltestützen mehrere Abschnitte der zweidimensionalen Schicht halten.
Im Beispiel 54 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 42 bis 53 optional enthalten, dass die Haltestütze wenigstens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.
Im Beispiel 55 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 26 bis 54 optional enthalten, dass die gesamte zweidimensionale Schicht von dem Träger beabstandet ist.
Das Beispiel 56 ist eine Anordnung. Die Anordnung kann mehrere Schichtstrukturen irgendeines der Beispiele 26 bis 55 enthalten.
Das Beispiel 57 ist eine Vorrichtung. Die Vorrichtung kann eine Schichtstruktur irgendeines der Beispiele 26 bis 55 und eine elektronische Schaltung, die mit der Schichtstruktur gekoppelt ist, um ein elektrisches Signal von der zweidimensionalen Schicht zu detektieren, enthalten.
Im Beispiel 58 kann der Gegenstand des Beispiels 57 optional enthalten, dass die Vorrichtung als ein Sensor konfiguriert ist.
Im Beispiel 59 kann der Gegenstand des Beispiels 58 optional enthalten, dass die Vorrichtung als ein Mikrophon konfiguriert ist.
Das Beispiel 60 ist eine Vorrichtung. Die Vorrichtung kann eine Schichtstruktur irgendeines der Beispiele 26 bis 55 und eine elektronische Schaltung, die mit der Schichtstruktur gekoppelt ist, um der zweidimensionalen Schicht ein elektrisches Signal bereitzustellen, enthalten.
Im Beispiel 61 kann der Gegenstand des Beispiels 60 optional enthalten, dass die Vorrichtung als ein Aktuator konfiguriert ist.
Im Beispiel 62 kann der Gegenstand des Beispiels 61 optional enthalten, dass die Vorrichtung als ein Lautsprecher konfiguriert ist.
Das Beispiel 63 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur. Das Verfahren kann das Bilden einer zweidimensionalen Schicht auf einem Träger, das Bilden einer Haltestruktur auf dem Träger und auf einem Abschnitt der zweidimensionalen Schicht, so dass die Haltestruktur konfiguriert ist, die zweidimensionale Schicht auf dem Träger zu halten, und das Entfernen eines Abschnitts des Trägers an der Grenzfläche zu der zweidimensionalen Schicht, um wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht von dem Träger zu trennen, enthalten.
Im Beispiel 64 kann der Gegenstand des Beispiels 63 optional enthalten, dass der Träger einen Basisträger und eine Schicht eines katalytisch aktiven Materials auf einer Oberfläche des Basisträgers enthält und das Bilden der zweidimensionalen Schicht auf dem Träger das Abscheiden des Materials der zweidimensionalen Schicht auf der Schicht des katalytisch aktiven Materials enthält.
Im Beispiel 65 kann der Gegenstand des Beispiels 64 optional enthalten, dass die Schicht des katalytisch aktiven Materials teilweise in dem Basisträger eingebettet ist.
Im Beispiel 66 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 64 oder 65 optional enthalten, dass die Schicht des katalytisch aktiven Materials wenigstens eines von Kupfer, Platin, Iridium, Gold, Nickel, Eisen, Mangan und Palladium enthält.
Im Beispiel 67 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 63 bis 66 optional das Strukturieren der zweidimensionalen Schicht enthalten.
Im Beispiel 68 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 63 bis 67 optional enthalten, dass das Bilden der Haltestruktur das Bilden eines Grabens auf oder in dem Träger enthalten kann, der über die Grenzfläche zwischen der zweidimensionalen Schicht und dem katalytisch aktiven Material hinaus verläuft.
Im Beispiel 69 kann der Gegenstand des Beispiels 68 optional enthalten, dass eine Abmessung des Abschnitts des Grabens, der über die Grenzfläche zwischen der zweidimensionalen Schicht und dem katalytisch aktiven Material verläuft, größer als ein Durchmesser der zweidimensionalen Schicht ist.
Im Beispiel 70 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 68 oder 69 optional enthalten, dass das Bilden eines Grabens das Entfernen des katalytisch aktiven Materials in einem der zweidimensionalen Schicht benachbarten Bereich enthält.
Im Beispiel 71 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 68 bis 70 optional enthalten, dass das Bilden eines Grabens das Entfernen des Materials des Basisträgers in einem der zweidimensionalen Schicht benachbarten Bereich enthält.
Im Beispiel 72 kann der Gegenstand des Beispiels 71 optional enthalten, dass das Entfernen des Materials des Basisträgers das Bilden eines Stegs enthält, der zu der zweidimensionalen Schicht vorsteht und den Graben begrenzt.
Im Beispiel 73 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 68 bis 72 optional enthalten, dass das Bilden eines Grabens das Bilden eines Abschnitts des Grabens unter Verwendung eines Opfermaterials enthält.
Im Beispiel 74 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 63 bis 73 optional enthalten, dass das Bilden einer Haltestruktur das Abscheiden eines Materials in dem Graben und dadurch das Bilden einer Haltestütze, die einen Kontaktabschnitt, der sich mit der zweidimensionalen Schicht in Kontakt befindet, und einen Halteabschnitt, der sich von dem Kontaktabschnitt über die Grenzfläche zwischen der zweidimensionalen Schicht und dem katalytisch aktiven Material hinaus zu dem Basisträger erstreckt, enthält, enthält.
Im Beispiel 75 kann der Gegenstand des Beispiels 74 optional enthalten, dass sich der Kontaktabschnitt mit einem Umfangsabschnitt der zweidimensionalen Schicht in Kontakt befindet.
Im Beispiel 76 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 74 oder 75 optional enthalten, dass sich der Kontaktabschnitt mit einer Oberfläche der zweidimensionalen Schicht, die von dem Basisträger abgewandt ist, in Kontakt befindet.
Im Beispiel 77 kann der Gegenstand des Beispiels 72 und irgendeines der Beispiele 74 bis 76 optional enthalten, dass das in dem Graben abgeschiedene Material abgeschieden ist, so dass es sich mit dem Steg in physischen Kontakt befindet.
Im Beispiel 78 kann der Gegenstand des Beispiels 77 optional enthalten, dass das in dem Graben abgeschiedene Material und das Material des Stegs verschiedene Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen.
Im Beispiel 79 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 74 bis 78 optional enthalten, dass das in dem Graben abgeschiedene Material ein elektrisch leitfähiges Material enthält.
Im Beispiel 80 kann der Gegenstand des Beispiels 73 und irgendeines der Beispiele 74 bis 79 optional das Entfernen des Opfermaterials nach dem Abscheiden des Materials in dem Graben enthalten.
Im Beispiel 81 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 74 bis 80 optional enthalten, dass das Bilden einer Haltestruktur das Bilden eines weiteren Grabens auf oder in dem Träger, der teilweise durch die Haltestütze begrenzt ist, und das Abscheiden eines weiteren Materials in dem weiteren Graben, so dass es sich mit der Haltestütze in Kontakt befindet, enthält.
Im Beispiel 82 kann der Gegenstand des Beispiels 81 optional enthalten, dass der weitere Graben in der Schicht des katalytisch aktiven Materials gebildet wird.
Im Beispiel 83 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 81 oder 82 optional enthalten, dass das Bilden des weiteren Grabens das Bilden eines Abschnitts des weiteren Grabens unter Verwendung eines Opfermaterials enthält.
Im Beispiel 84 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 81 bis 83 optional enthalten, dass das weitere Material, das in dem weiteren Graben abgeschieden ist, und das Material der Haltestütze verschiedene Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen.
Im Beispiel 85 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 83 oder 84 optional das Entfernen des Opfermaterials, das einen Abschnitt des weiteren Grabens bildet, nach dem Abscheiden des weiteren Materials in dem weiteren Graben enthalten.
Im Beispiel 86 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 63 bis 85 optional enthalten, dass das Entfernen eines Abschnitts des Trägers an der Grenzfläche zu der zweidimensionalen Schicht das Entfernen des katalytisch aktiven Materials an der Grenzfläche zu der zweidimensionalen Schicht enthält.
Im Beispiel 87 kann der Gegenstand irgendeines der Beispiele 63 bis 86 optional enthalten, dass das Entfernen eines Abschnitts des Trägers an der Grenzfläche der zweidimensionalen Schicht die zweidimensionale Schicht vollständig von dem Träger trennt.
Während die Erfindung bezüglich spezifischer Ausführungsformen speziell gezeigt und beschrieben worden ist, sollte durch die Fachleute auf dem Gebiet erkannt werden, dass verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten daran vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung, die durch die beigefügten Ansprüche definiert sind, abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung ist folglich durch die beigefügten Ansprüche angegeben, wobei deshalb vorgesehen ist, das alle Änderungen, die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche kommen, einbezogen sind.

Claims

Schichtstruktur (100; 200), die Folgendes umfasst: einen Träger (102; 202); eine zweidimensionale Schicht (104; 204), welche wenigstens abschnittsweise aus einer einzigen Atomlage gebildet ist; und eine Haltestruktur (106; 206); wobei die Haltestruktur (106; 206) auf dem Träger (102; 202) angeordnet ist und die zweidimensionale Schicht (104; 204) auf dem Träger (102; 202) hält, so dass wenigstens ein Abschnitt der zweidimensionalen Schicht (104; 204) von dem Träger (102; 202) beabstandet ist; wobei die Haltestruktur (106; 206) wenigstens zwei Halteelemente (108, 109; 208, 209) umfasst, die sich miteinander in physischem Kontakt befinden und die verschiedene Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen, und wobei die Schichtstruktur (100; 200) ferner eine Heizvorrichtung (114; 214) aufweist, die konfiguriert ist, die wenigstens zwei Halteelemente (108, 109; 208, 209) zu erwärmen.
Schichtstruktur (100; 200) nach Anspruch 1, wobei die zweidimensionale Schicht (104; 204) aus einem Schichtmaterial hergestellt ist, das wenigstens eines von Graphen, einem mit Graphen verwandten Material, einem Übergangsmetall-Dichalkogenoid, Phosphoren, Silicen, Germanen, Graphan, Germanan, Fluorgraphen und Fluorgraphan enthält.
Schichtstruktur (100; 200) nach Anspruch 2, wobei das mit Graphen verwandte Material wenigstens eines von 2D-Molybdänsulfid, -Wolframdisulfid und -Wolframdiselenid umfasst.
Schichtstruktur (100; 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens eines der Halteelemente (108, 109; 208, 209) aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.
Schichtstruktur (100; 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Haltestruktur (106; 206) einen Halteabschnitt (110; 210) umfasst, der von der zweidimensionalen Schicht (104; 204) über den wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht (104; 204), der von dem Träger (102; 202) beabstandet ist, hinaus zu dem Träger (102; 202) verläuft.
Schichtstruktur (100; 200) nach Anspruch 5, wobei die Haltestruktur (106; 206) einen Kontaktabschnitt (112; 212) umfasst, der sich mit dem wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht (104; 204) in Kontakt befindet; wobei sich der Kontaktabschnitt (112; 212) optional mit einem äußeren Umfangsabschnitt (104a; 204a) der zweidimensionalen Schicht (104; 204) in Kontakt befindet.
Schichtstruktur (100; 200) nach Anspruch 6, wobei die Haltestruktur (106; 206) eine Haltestütze (108; 208) umfasst, die den Kontaktabschnitt (112; 212) und den Halteabschnitt (110; 210) umfasst; wobei die Haltestütze (108; 208) optional in einem Stück ausgebildet ist; wobei die Haltestütze (108; 208) optional in einer Richtung, die weg von dem Träger (102; 202) zeigt, eine Abmessung im Bereich von etwa 500 nm bis etwa 50 µm aufweist; wobei das Verhältnis eines Durchmessers der zweidimensionalen Schicht (104; 204) zu einer Abmessung der Haltestütze (108; 208) in einer Richtung, die weg von dem Träger (102; 202) zeigt, optional bis zu einem Maximum von 20:1 reicht.
Schichtstruktur (100; 200) nach Anspruch 7, wobei die Haltestütze (108; 208) wenigstens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.
Schichtstruktur (100; 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die gesamte zweidimensionale Schicht (104; 204) von dem Träger (102; 202) beabstandet ist.
Anordnung (300; 400), die mehrere Schichtstrukturen (100; 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
Vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Schichtstruktur (100; 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; eine elektronische Schaltung, die mit der Schichtstruktur (100; 200) gekoppelt ist, um ein elektrisches Signal von der zweidimensionalen Schicht (104; 204) zu detektieren.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die als ein Sensor, z. B. ein Mikrophon, konfiguriert ist.
Vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Schichtstruktur (100; 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; eine elektronische Schaltung, die mit der Schichtstruktur (100; 200) gekoppelt ist, um der zweidimensionalen Schicht (104; 204) ein elektrisches Signal bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, die als ein Aktuator, z. B. ein Lautsprecher, konfiguriert ist.
Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur (100; 200), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bilden einer zweidimensionalen Schicht (104; 204) auf einem Träger (102; 202), wobei die zweidimensionale Schicht (104; 204) wenigstens abschnittsweise aus einer einzigen Atomlage gebildet ist; Bilden einer Haltestruktur (106; 206) auf dem Träger (102; 202) und auf einem Abschnitt der zweidimensionalen Schicht (104; 204), so dass die Haltestruktur (106; 206) konfiguriert ist, die zweidimensionale Schicht (104; 204) auf dem Träger (102; 202) zu halten, wobei die Haltestruktur (106; 206) wenigstens zwei Halteelemente (108, 109; 208, 209) umfasst, die sich miteinander in physischem Kontakt befinden und die verschiedene Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen; Bilden einer Heizvorrichtung (114; 214), die konfiguriert ist, die wenigstens zwei Halteelemente (108, 109; 208, 209) zu erwärmen; und Entfernen eines Abschnitts des Trägers (102; 202) an der Grenzfläche (105; 205) zu der zweidimensionalen Schicht (104; 204), um wenigstens einen Abschnitt der zweidimensionalen Schicht (104; 204) von dem Träger (102; 202) zu trennen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Träger (102; 202) einen Basisträger (102'; 202') und eine Schicht (103; 203) eines katalytisch aktiven Materials auf einer Oberfläche des Basisträgers (102'; 202') umfasst; und wobei das Bilden der zweidimensionalen Schicht (104; 204) auf dem Träger (102; 202) das Abscheiden des Materials der zweidimensionalen Schicht (104; 204) auf der Schicht (103; 203) des katalytisch aktiven Materials umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei das Bilden der Haltestruktur (106; 206) das Bilden eines Grabens (122; 224) auf oder in dem Träger (102; 202) umfasst, der über die Grenzfläche (105; 205) zwischen der zweidimensionalen Schicht (104; 204) und dem katalytisch aktiven Material hinaus verläuft; wobei optional eine Abmessung des Abschnitts des Grabens (122; 224), der über die Grenzfläche (105; 205) zwischen der zweidimensionalen Schicht (104; 204) und dem katalytisch aktiven Material hinaus verläuft, größer als ein Durchmesser der zweidimensionalen Schicht (104; 204) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das Entfernen eines Abschnitts des Trägers (102; 202) an der Grenzfläche (105; 205) zu der zweidimensionalen Schicht (104; 204) die zweidimensionale Schicht (104; 204) vollständig von dem Träger (102; 202) trennt.