(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210200854.9 (22)申请日 2022.03.02 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 乔伟　熊磊　王刚　姚裕贵　 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/84(2006.01) G02B 21/34(2006.01) (54)发明名称 一种用于凹形不平整衬底的二维层状纳米 材料转移装置 (57)摘要 本发明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。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 114594052 A 2022.06.07 CN 114594052 A 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(20 3)； 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(3 01)的正下 方； 光学显微镜的工作距离与延展臂(10 5)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(10 6)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(20 3)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1.2～1.4倍。 3.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： 所述位置控制机构包括自下而上依次设置的第一底座(101)、 第一高精密平移台 (102)、 第一旋转台(103)和精密侧升降台(104)， 延展臂105)设置在精密侧升降台(104)上； 高精密平移台(102)和第一旋转台(103)用于控制延展臂(105)的水平方 向位置， 精密侧升 降台(104)用于控制延展臂(10 5)的垂直方向位置 。 4.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： 所述样品台包括自下而 上依次设置的第二底 座(204)、 第二高精密平移台(205)、 第 二旋转台(206)、 摆角器(201)和真空吸附加热平台(202)， 凹形不平整衬底(203)位于真空 吸附加热平台(202)上； 第二高精密平移台(205)、 第二旋转台(206)和摆角器(201)用于控 制凹形不平整衬底(20 3)的位置 。 5.如权利要求4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： 所述真空吸附加热平台(202)的顶部中心处设有用于放置凹形不平整衬底(203)的 凸台(2021)， 凸台(2021)中心设有孔， 凹形不平整衬底(203)通过真空吸附固定在真空吸附 加热平台(202)上。 6.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： 所述延展臂(10 5)和中空圆筒(10 6)的材质为刚性材 料。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114594052 A 2一种用于凹 形不平整衬底的二维层状纳米材料转移装 置 技术领域 [0001]本发明涉及 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。 背景技术 [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。 发明内容 [0003]有鉴于此， 本发明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， 本发明的技 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。说　明　书 1/3 页 3 CN 114594052 A 3