[發(fā)明專利]一種連續(xù)制備二維納米薄膜的設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210095936.8
• 申請(qǐng)日: 2012-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102634769A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐明生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐明生
• 主分類號(hào): C23C14/56
• 分類號(hào): C23C14/56;C23C16/54
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二維納米薄膜制備的設(shè)備，特別涉及一種連續(xù)制備二維納米薄膜的設(shè)備。

背景技術(shù)

石墨烯具有卓越的二維電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)性能以及化學(xué)穩(wěn)定性,?石墨烯在超快光電子器件、潔凈能源、傳感器等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。電子在石墨烯中傳輸速度是硅的150倍，IBM等著名公司已經(jīng)制備速度可達(dá)太赫茲的超快速光電子器件，美國(guó)加州大學(xué)利用石墨烯研制成光學(xué)調(diào)制解調(diào)器，有望將網(wǎng)速提高1萬(wàn)倍；全球每年半導(dǎo)體晶硅的需求量在2500噸左右，石墨烯如果替代十分之一的晶硅制成高端集成電路如射頻電路，市場(chǎng)容量至少在5000億元以上。因?yàn)槭┲挥?.3%的光吸收，這使石墨烯可用于制備光電子器件如顯示器件、太陽(yáng)能電池、觸摸面板等的柔性透明電極，從而取代成本昂貴、資源稀少、不可自由折疊的由銦為主要成分的ITO透明導(dǎo)電膜。據(jù)報(bào)道，2011年全球ITO透明導(dǎo)電膜的需求量在8500萬(wàn)-9500萬(wàn)片，這樣，石墨烯替代ITO透明導(dǎo)電膜的發(fā)展空間巨大。由于石墨烯獨(dú)特的電子傳輸特性，作為傳感器，它具有單分子的敏感性；如果基于石墨烯的基因電子測(cè)序技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)，人類全基因譜圖測(cè)定的測(cè)序成本將由目前的約10萬(wàn)美元/人而大大降低到約1000美元/人，從而有助于生物醫(yī)學(xué)的創(chuàng)新，有助于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的醫(yī)療保健。經(jīng)過(guò)近幾年的快速發(fā)展，石墨烯產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在觸摸屏應(yīng)用上。因此，石墨烯良好的商業(yè)價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)已經(jīng)展現(xiàn)曙光，石墨烯材料的產(chǎn)業(yè)化將是對(duì)材料、信息、能源工業(yè)的一次革命性變革！

除了石墨烯外，類石墨烯的新型二維納米薄膜也具有其獨(dú)特的光電子性能，具有廣泛的應(yīng)用前景。類石墨烯的新型二維納米薄膜包括層狀的過(guò)鍍金屬硫化物(transition?metal?dichalcogenides)、硅烯(silicene)、鍺烯(germanene)、氮化硼(boron?nitride)等

化學(xué)氣相沉積法(CVD)以及碳偏析(surface?segregation)法是目前大面積制備石墨烯薄膜的技術(shù)方法，采用這兩種方法制備石墨烯薄膜的設(shè)備基本上都是石英管式爐?[Science?324,?1312-1314?(2009);?Nature?Nanotechnology?5,?574?(2010);?Nano?Lett.?11,?297-303?(2011)]。但是石英管式爐僅具備在已有金屬催化層上合成石墨烯薄膜的單一功能，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)襯底材料的表面處理、在襯底上制備合成石墨烯所需的催化層、石墨烯薄膜合成的連續(xù)過(guò)程。并且，采用石英管式爐合成的石墨烯薄膜存在結(jié)構(gòu)缺陷，導(dǎo)致電子傳輸性能較差，石英管式爐已經(jīng)嚴(yán)重制約了二維納米薄膜如石墨烯薄膜的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種能夠大面積連續(xù)制備新型二維納米薄膜的設(shè)備，該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、安全性好等特點(diǎn)，采用該設(shè)備制備二維納米薄膜的工藝簡(jiǎn)單、成本較低、制備出的薄膜具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)和性能。

一種連續(xù)制備二維納米薄膜的設(shè)備，包括進(jìn)料腔室、樣品制備腔室和出料腔室。

所述的進(jìn)料腔室、樣品制備腔室和出料腔室均設(shè)有樣品傳送裝置，樣品通過(guò)樣品傳送裝置可以從進(jìn)料腔室傳傳輸?shù)綐悠分苽淝皇遥瑥臉悠分苽淝皇覀鱾鬏數(shù)匠隽锨皇遥员銓?shí)現(xiàn)二維納米薄膜的連續(xù)制備；所述的樣品傳送裝置包括滾輪、皮帶輪和傳送帶中的任意一種或二種以上的組合。

所述的進(jìn)料腔室設(shè)有與大氣相通的閥門(mén)，進(jìn)料腔室與樣品制備腔室之間設(shè)有閥門(mén)，樣品制備腔室與出料腔室之間設(shè)有閥門(mén)，出料腔室設(shè)有與大氣相通的閥門(mén)。

所述的進(jìn)料腔室、樣品制備腔室和出料腔室中至少有一個(gè)腔室設(shè)有加熱裝置；加熱裝置可以是電阻絲加熱裝置、紅外加熱裝置、激光加熱裝置等。

所述的進(jìn)料腔室、樣品制備腔室和出料腔室分別設(shè)有獨(dú)立的抽真空裝置，每一抽真空裝置包括各種真空泵、真空管道、真空閥門(mén)、真空計(jì)等，通過(guò)抽真空裝置可以使各腔室的真空度保持在常壓至10^-10?Pa之間。