[發明專利]一種二維材料超精密加工方法

有效

• 申請號: 202010400423.8
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111533085B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 彭倚天;郎浩杰;黃瑤
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B81B7/04
• 分類號: B81B7/04;B81C1/00
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

1.一種二維材料超精密加工方法，其特征是：將二維材料轉移到絕緣基底上后，控制AFM的導電探針和二維材料接觸后向AFM的導電探針施加電壓，通過力場和電場的共同作用對二維材料進行加工，加工包括二維材料同一位置的累次加工和二維材料不同位置的分次加工，除第一次以外，每次加工前，都進行原位電荷去除操作，具體為：將AFM的導電探針接地后，控制其與二維材料的加工位置接觸，至二維材料的表面電勢恢復至初始值。

2.根據權利要求1所述的一種二維材料超精密加工方法，其特征在于，轉移采用機械剝離法。

3.根據權利要求2所述的一種二維材料超精密加工方法，其特征在于，轉移過程如下：

(a)依次采用丙酮、乙醇和去離子水超聲清洗絕緣基底一段時間后用氮氣吹干，得到清洗干凈的絕緣基底；

(b)用膠帶按壓二維材料晶塊后，將膠帶從二維材料晶塊上剝離，得到帶有二維材料的膠帶；

(c)用帶有二維材料的膠帶按壓清洗干凈的絕緣基底后，將膠帶從絕緣基底上剝離，即完成將二維材料轉移到絕緣基底上的操作。

4.根據權利要求3所述的一種二維材料超精密加工方法，其特征在于，膠帶為3M膠帶或藍膜膠帶。

5.根據權利要求3所述的一種二維材料超精密加工方法，其特征在于，二維材料晶塊為石墨、二硫化鉬或六方氮化硼晶塊。

6.根據權利要求1所述的一種二維材料超精密加工方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)將二維材料轉移到絕緣基底上；

(2)用導電探針掃描二維材料，獲得包含二維材料形貌和厚度信息的AFM形貌圖；

(3)在AFM形貌圖上選擇加工位置，控制樣品臺水平移動，將加工位置移動到導電探針正下方，通過AFM系統控制導電探針下降和二維材料接觸；

(4)向導電探針施加電壓，控制導電探針和二維材料接觸一段時間，或者控制導電探針在二維材料的表面以一定的速度移動一段距離，對接觸位置的二維材料進行加工；

(5)停止向導電探針施加電壓，通過AFM系統控制導電探針上升和二維材料分離；

(6)在AFM形貌圖上選擇加工位置，控制樣品臺水平移動，將加工位置移動到導電探針正下方，將導電探針接地，通過AFM系統控制導電探針下降和二維材料接觸，至二維材料的表面電勢恢復至初始值；

(7)斷開導電探針與地面的連接，向導電探針施加電壓，控制導電探針和二維材料接觸一段時間，或者控制導電探針在二維材料的表面以一定的速度移動一段距離，對接觸位置的二維材料進行加工；

(8)重復步驟(5)～(7)，直至完成加工。

7.根據權利要求6所述的一種二維材料超精密加工方法，其特征在于，絕緣基底為硅片或PMDS。

8.根據權利要求1所述的一種二維材料超精密加工方法，其特征在于，每次加工時，根據二維材料的特性和加工需求調整包括針尖半徑、針尖電壓、接觸時間和載荷在內的加工工藝參數。