本发明专利技术涉及一种用于凹形不平整衬底的二维层状纳米材料转移装置，属于纳米材料技术领域。该装置包括转移台、样品台、光学显微镜和凹形不平整衬底；转移台包括位置控制机构和延展臂，位置控制机构用于控制延展臂的位置，延展臂上开有通孔，通孔内螺纹连接有中空圆筒，中空圆筒的底部固定有载玻片；凹形不平整衬底固定在样品台上，光学显微镜的物镜位于凹形不平整衬底的正上方，延展臂位于凹形不平整衬底和物镜之间且中空圆筒位于物镜的正下方。通过位置控制机构调整延展臂的位置使中空圆筒伸入凹形不平整衬底的凹槽内，最终使样品与凹槽的底面紧密接触，之后延展臂缓慢上升，使样品附着在凹形不平整衬底的凹槽底面，进而实现样品转移。转移。转移。
【技术实现步骤摘要】
一种用于凹形不平整衬底的二维层状纳米材料转移装置
[0001]本专利技术涉及一种用于凹形不平整衬底的二维层状纳米材料转移装置，属于纳米材料
技术介绍
[0002]2004年，英国曼彻斯特大学的科学家Novoselov.K.S等人使用胶带成功剥离出单层石墨烯，由于石墨烯具有非常高的机械强度和电子迁移率等优良性能，掀起了研究人员对于二维层状纳米材料领域广泛的研究兴趣。2010年，二维层状过渡金属硫化物如单层MoS2通过机械剥离方法得到。相比于石墨烯，单层MoS2具有约1.8eV的直接带隙，其在光电领域有着非常好的应用前景。在研究过程中通常需要对这类材料进行各种性能表征，目前常用的转移装置只能将材料转移到表面平整的衬底上进行研究，而无法精确转移到表面不平整的凹型衬底上。
技术实现思路
[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于凹形不平整衬底的二维层状纳米材料转移装置。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种用于凹形不平整衬底的二维层状纳米材料转移装置，包括转移台、样品台、光学显微镜和凹形不平整衬底；
[0006]转移台包括位置控制机构和延展臂，位置控制机构用于控制延展臂的位置，延展臂上开有通孔，通孔内螺纹连接有中空圆筒且中空圆筒的上端面不超过延展臂的上端面，中空圆筒的底部固定有载玻片；带有样品的聚二甲基硅氧烷(PDMS)衬底的非样品一面贴附在载玻片上；
[0007]凹形不平整衬底固定在样品台上，光学显微镜的物镜位于凹形不平整衬底的正上方，延展臂位于凹形不平整衬底和物镜之间且中空圆筒位于物镜的正下方；
[0008]光学显微镜的工作距离与延展臂的厚度之比为3:1～4:1；
[0009]中空圆筒的内径大于光学显微镜聚焦的光斑直径，中空圆筒的外径小于凹形不平整衬底的凹槽内径，且凹形不平整衬底的凹槽内径与中空圆筒的外径差值≥中空圆筒的内径；
[0010]中空圆筒的长度大于延展臂的厚度且中空圆筒裸露在延展臂外的长度大于凹形不平整衬底的凹槽深度；
[0011]转移样品时，通过位置控制机构调整延展臂的位置使中空圆筒伸入凹形不平整衬底的凹槽内，最终使样品与凹槽的底面紧密接触，通过位置控制机构使延展臂缓慢上升，使样品附着在凹形不平整衬底的凹槽底面，转移过程中，光学显微镜聚焦在样品上。
[0012]进一步的，所述中空圆筒裸露在延展臂外的长度为凹形不平整衬底凹槽深度的1.2～1.4倍。
[0013]进一步的，所述位置控制机构包括自下而上依次设置的第一底座、第一高精密平移台、第一旋转台和精密侧升降台，延展臂设置在精密侧升降台上；高精密平移台和第一旋转台用于控制延展臂的水平方向位置，精密侧升降台用于控制延展臂的垂直方向位置。
[0014]进一步的，所述样品台包括自下而上依次设置的第二底座、第二高精密平移台、第二旋转台、摆角器和真空吸附加热平台，凹形不平整衬底位于真空吸附加热平台上；第二高精密平移台、第二旋转台和摆角器用于控制凹形不平整衬底的位置。
[0015]进一步的，所述真空吸附加热平台顶部的中心处设有用于放置凹形不平整衬底的凸台，凸台中心设有孔，凹形不平整衬底通过真空吸附固定在真空吸附加热平台上。
[0016]进一步的，所述延展臂和中空圆筒的材质为刚性材料，如硬铝合金。
[0017]有益效果
[0018]本专利技术所提供的转移装置中，通过设置有延展臂和中空圆筒结构，两者螺纹配合，延展臂在位置控制机构的控制下可实现待转移样品向凹形不平整衬底的移动，并通过严格控制各结构的尺寸，在光学显微镜的观察下实现样品向凹形不平整衬底的转移。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例中转移装置的结构示意图。
[0020]图2为本专利技术实施例中延展臂的结构示意图。
[0021]图3为本专利技术实施例中中空圆筒的结构示意图。
[0022]图4为本专利技术实施例中凹形不平整衬底的结构示意图。
[0023]其中，101
‑
第一底座，102
‑
第一高精密平移台，103
‑
第一旋转台，104
‑
精密侧升降台，105
‑
延展臂，106
‑
中空圆筒，107
‑
载玻片，108
‑
PDMS衬底，201
‑
摆角器，202真空吸附加热平台，2021
‑
凸台，203
‑
凹形不平整衬底，204
‑
第二底座，205第二高精密平移台，206
‑
第二旋转台，301
‑
物镜。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。
[0025]如图1
‑
4所示，一种用于凹形不平整衬底的二维层状纳米材料转移装置，包括转移台、样品台、光学显微镜和凹形不平整衬底203。凹形不平整衬底203中的凹槽底面刻蚀了一些周期性排列的沟壑，可用于研究样品与衬底的相互作用。
[0026]转移台包括位置控制机构和延展臂105，位置控制机构用于控制延展臂105的位置，延展臂105上开有通孔，通孔内螺纹连接有中空圆筒106且中空圆筒106的上端面不超过延展臂105的上端面，中空圆筒106的底部固定有载玻片107，带有样品的PDMS衬底108的非样品一面贴附在载玻片107上。
[0027]凹形不平整衬底203固定在样品台上，光学显微镜的物镜301位于凹形不平整衬底203的正上方，延展臂105位于凹形不平整衬底203和物镜301之间且中空圆筒106位于物镜301的正下方。
[0028]延展臂105作为转移台和样品台的重要连接零件，其厚度会受到光学显微镜的工作距离以及凹槽深度的控制，过厚会导致光学显微镜无法聚焦到样品平面，过薄又无法确保其稳定性。光学显微镜的工作距离与延展臂105的厚度之比为3:1～4:1；如光学显微镜的
工作距离为30mm时，延展臂105的厚度为7.5mm～10mm。
[0029]中空圆筒106的内径区域为真正的成像区域，内径不能过小，否则会导致光学显微镜成像效果欠佳，不利于转移，应略大于光学显微镜聚焦的光斑直径；载有PDMS的样品应贴附此区域，但是中空圆筒106的外径与凹形不平整衬底203的凹槽内径的相对空间受限，无法像平整衬底那样去进行前后左右的任意调整(在平移台的调整范围内)，所以中空圆筒106的尺寸应满足以下要求：中空圆筒106的内径大于光学显微镜聚焦的光斑直径，中空圆筒106的外径小于凹形不平整衬底203的凹槽内径，且凹形不平整衬底203的凹槽内径
‑
中空圆筒106的外径≥中空圆筒106的内径；如中空圆筒106的内径为6mm，外径为10mm，凹形不平整衬底203的凹槽内径为16mm。
[0030]中空圆筒106的长度大于延展臂105的厚度且中空圆筒106本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于凹形不平整衬底的二维层状纳米材料转移装置，其特征在于：包括转移台、样品台、光学显微镜和凹形不平整衬底(203)；转移台包括位置控制机构和延展臂(105)，位置控制机构用于控制延展臂(105)的位置，延展臂(105)上开有通孔，通孔内螺纹连接有中空圆筒(106)且中空圆筒(106)的上端面不超过延展臂(105)的上端面，中空圆筒(106)的底部固定有载玻片(107)；带有样品的PDMS衬底(108)的非样品一面贴附在载玻片(107)上；凹形不平整衬底(203)固定在样品台上，光学显微镜的物镜(301)位于凹形不平整衬底(203)的正上方，延展臂(105)位于凹形不平整衬底(203)和物镜(301)之间且中空圆筒(106)位于物镜(301)的正下方；光学显微镜的工作距离与延展臂(105)的厚度之比为3:1～4:1；中空圆筒(106)的内径大于光学显微镜聚焦的光斑直径，中空圆筒(106)的外径小于凹形不平整衬底(203)的凹槽内径，且凹形不平整衬底(203)的凹槽内径与中空圆筒(106)的外径差值≥中空圆筒(106)的内径；中空圆筒(106)的长度大于延展臂(105)的厚度且中空圆筒(106)裸露在延展臂(105)外的长度大于凹形不平整衬底(203)的凹槽深度。2.如权利要求1所述的一种用于凹形不平整衬底的二维层状纳米材料转移装置，其特征在于：所述中空圆筒(106)裸露在延展臂(105)外的长度为凹形不平整衬底(203)凹槽深度的1...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔伟，熊磊，王刚，姚裕贵，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。