一种制备纳米厚度薄膜的滚压设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种制备纳米厚度薄膜的滚压设备，所述滚压设备包括机箱(4)、固定在机箱上表面的加热台(3)及滚轴(2)，滚轴(2)中心轴平行于加热台(3)平面设置，滚轴(2)两端分别与一根支架(1)连接，并可通过调整连接位置改变滚轴(2)与加热台(3)之间的间距；所述滚压设备还包括滚动控制装置，所述滚动控制装置包括两条平行的供支架(1)水平移动的轨道及带动支架(1)沿轨道水平移动的发动机(5)，所述轨道固定安装于机箱(4)表面。本实用新型专利技术提供的滚压设备成本低、操作简便，制备出的纳米厚度薄膜品质高、尺寸大，能够用于微小型电子元器件的规模化生产。规模化生产。规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种制备纳米厚度薄膜的滚压设备


[0001]本技术属于用于材料和表面科学的纳米
，具体涉及一种制备纳米厚度薄膜的滚压设备。

技术介绍

[0002]自2004年能够成功制备纳米厚度的石墨烯以来，人们对纳米厚度的二维材料逐渐有了更多的认识，其商业化应用也成为人们关注的重点。纳米厚度的二维材料可用于制备微小型电子元器件如几纳米厚度的场效应晶体管、原子级厚度的光电探测器等，因此，纳米厚度的二维材料在未来器件小型化发展的过程中起着至关重要的作用。
[0003]纳米厚度二维材料的制备是整个二维材料产业链中最关键的一环，也是目前相关领域的难点和痛点，其主要制备方法有以精密可控为特点的原子层沉积(ALD)、脉冲激光沉积(PLD)和分子束外延法(MBE)，虽然这些制备方法能够制备出高品质、纳米级厚度的薄膜，但是所需要的设备造价高，保养条件苛刻，难以满足大规模商业化应用的需求，而以设备造价较低为特点的制备方法如化学气相沉积(CVD)、机械剥离法，其制备的薄膜厚度不可控，且效率低，也难以商业化应用，基于此，本技术提出一种制备纳米厚度薄膜的滚压设备，以较低的设备成本实现纳米级厚度薄膜的高效制备。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种制备纳米厚度薄膜的滚压设备，其结构简单、便于操作，可用于大规模生产制备纳米厚度的薄膜(如氧化镓膜)，品质高、尺寸大，能够用于电子元器件等领域。
[0005]解决本技术技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种制备纳米厚度薄膜的滚压设备，所述滚压设备包括机箱4、固定在机箱上表面的加热台3及滚轴2，滚轴2中心轴平行于加热台3平面设置，滚轴2两端分别与一根支架1连接，并可通过调整连接位置改变滚轴2与加热台3之间的间距；
[0007]所述滚压设备还包括滚动控制装置，所述滚动控制装置包括两条平行的供支架1水平移动的轨道及带动支架1沿轨道水平移动的发动机5，所述轨道固定安装于机箱4表面。
[0008]按上述方案，所述纳米厚度薄膜为氧化镓膜，氧化铟膜，氧化锡膜，氧化铟锡膜，氧化镓铟锡膜中的一种。制备薄膜的原料选自金属镓、金属铟、金属锡及其合金。
[0009]按上述方案，所述加热台3位于两条轨道之间，且加热台3表面粗糙度RMS＜1μm。加热台3用于对制备薄膜的原料加热至熔融状态，滚动控制装置控制滚轴2滚压熔融的原料成膜。
[0010]按上述方案，所述滚轴2为表面包覆有黏弹性或橡胶态高分子材料的挤压棒，所述黏弹性或橡胶态高分子材料为聚乙烯，聚丙烯，聚偏二氯乙烯，聚偏二氟乙烯，聚氧化乙烯，聚二甲基硅氧烷，聚丙烯酸乙酯，聚氯丁二烯中的一种。
[0011]优选的是，滚轴2两端分别套设于支架1上并通过螺母固定，在支架1长度方向上还
安装有螺杆7和弹簧6用于调整滚轴2的安装高度，在螺杆7和弹簧6之间设有垫圈8。
[0012]按上述方案，所述滚动控制装置带动支架1连同滚轴2沿轨道水平移动的速率为1～100mm/s。
[0013]本技术的有益效果是：本技术提供的滚压设备通过滚动控制装置带动滚轴滚动，将熔融状态的原料一次或多次滚压形成大尺寸的薄膜，无需真空或高压条件，制膜效率高，可通过调节滚轴与加热台之间的间距控制制备的薄膜的厚度，在滚轴与铺设在加热台上的基板紧密贴合的情况下能够制备得到纳米厚度的薄膜。
附图说明
[0014]图1为本技术实施例1制备纳米厚度薄膜的滚压设备的结构示意图；
[0015]图2为实施例1中滚轴2与支架1的连接示意图；
[0016]图中：1－支架；2－滚轴；3－加热台；4－机箱；5－发动机；6－弹簧；7－螺杆；8－垫圈。
具体实施方式
[0017]为使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术作进一步详细描述。
[0018]实施例1
[0019]一种制备纳米厚度薄膜的滚压设备，其结构示意图如图1所示，所述滚压设备包括机箱4、固定在机箱上表面的加热台3及滚轴2，滚轴2中心轴平行于加热台3平面设置，滚轴2两端分别与一根支架1连接，并可通过调整连接位置改变滚轴2与加热台3之间的间距，所述滚轴2为表面包覆一层厚度为500μm的聚二甲基硅氧烷膜材料的挤压棒。
[0020]滚轴2与支架1的连接示意图如图2所示，滚轴2两端分别套设于支架1上并通过螺母固定，两根支架上端分别安装有螺杆7和弹簧6用于调整滚轴2的安装高度，在螺杆7和弹簧6之间设有垫圈8。
[0021]所述滚压设备还包括滚动控制装置，所述滚动控制装置包括两条平行的供支架1水平移动的轨道及带动支架1沿轨道水平移动的发动机5，所述轨道固定安装于机箱4表面。
[0022]所述加热台3位于两条轨道之间，且加热台3表面粗糙度RMS＝0.8μm。
[0023]采用上述滚压设备制备纳米厚度的薄膜，具体步骤如下：
[0024]a.将表面洁净的氧化硅/硅基板(直径2英寸)，放置于加热至60℃的加热台3上预热5min，用移液枪移20mL纯净的金属镓液滴至基板上，加热8min；
[0025]b.旋转螺杆7挤压弹簧6进而调控滚轴2上下方向的位移，使滚轴2刚好接触基板的边缘，随后通过挤压固定滚轴2的位置；
[0026]c.通过滚动控制装置上面速率调节键，控制发动机功率为100W，调节滚轴2水平方向上的移动速率为5mm/s，使其向前滚动，在滚轴滚过基板后在基板上得到厚度为3.5纳米、横向尺寸为2英寸的氧化镓薄膜，其具有晶圆级尺寸，退火处理(如：在纯氧气气氛下于800℃退火1h)后可用于电子元器件领域。
[0027]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本技术的原理而采用的示例性实施方式，然而本技术并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本
技术的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备纳米厚度薄膜的滚压设备，其特征在于：所述滚压设备包括机箱(4)、固定在机箱上表面的加热台(3)及滚轴(2)，滚轴(2)中心轴平行于加热台(3)平面设置，滚轴(2)两端分别与一根支架(1)连接，并可通过调整连接位置改变滚轴(2)与加热台(3)之间的间距；所述滚压设备还包括滚动控制装置，所述滚动控制装置包括两条平行的供支架(1)水平移动的轨道及带动支架(1)沿轨道水平移动的发动机(5)，所述轨道固定安装于机箱(4)表面。2.根据权利要求1所述的制备纳米厚度薄膜的滚压设备，其特征在于：所述纳米厚度薄膜为氧化镓膜，氧化铟膜，氧化锡膜，氧化铟锡膜，氧化镓铟锡膜中的一种。3.根据权利要求1所述的制备纳米厚度薄膜的滚压设备，其特征在于：所述加热台(3)位于两条轨道之间，且加热台(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝文，章嵩，卢鹏荐，涂溶，张联盟，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：