[發明專利]一種電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置

有效

• 申請號: 202010979553.1
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112144123B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 許海鷹
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: C30B35/00
• 分類號: C30B35/00;C30B29/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置，包括真空室及設于所述真空室頂部的電子槍，其特征在于，所述真空室的內部設有工作臺，所述工作臺上設有絕緣板，所述絕緣板上設有金屬基板，所述金屬基板上設有碳聚合物薄膜；

所述碳聚合物薄膜外側至所述真空室內側頂部的電子束流輸出口的區域籠罩有碳粉吸附罩，所述碳粉吸附罩包括內層和外層，所述內層和外層之間設有多個絕緣陶瓷塊，所述內層接地，所述外層與第一直流電源電性連接，以使所述內層和外層之間形成第一吸附靜電場，該第一吸附靜電場用于吸附所述電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜過程中產生的碳粉。

2.根據權利要求1所述的電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置，其特征在于，所述碳粉吸附罩由無磁金屬材料制成，且結構尺寸由所述碳聚合物薄膜外側至所述真空室內側頂部的電子束流輸出口處逐漸減小。

3.根據權利要求1所述的電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置，其特征在于，所述內層與外層上分別均勻密布1～3mm的第一吸附孔，所述內層與外層上的第一吸附孔錯位分布。

4.根據權利要求1所述的電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置，其特征在于，所述電子槍包括殼體，所述殼體的內部從上到下依次同軸安裝有陰極、柵極、絕緣子、陽極、陽極固定盤、聚焦線圈、掃描線圈、線圈固定盤和碳粉吸附柵；

所述柵極安裝在所述絕緣子上，所述陰極通過燈絲座固定在所述柵極上；

所述陽極固定盤上方至所述殼體頂部之間的腔體設置第一真空泵接口，所述第一真空泵接口連接第一真空泵組；

所述聚焦線圈、掃描線圈安裝在所述線圈固定盤上，且安裝于所述陽極固定盤的下端，所述碳粉吸附柵安裝于所述線圈固定盤的下端；

所述碳粉吸附柵下方至所述殼體底部之間的腔體設置第二真空泵接口，所述第二真空泵接口連接第二真空泵組。

5.根據權利要求4所述的電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置，其特征在于，所述碳粉吸附柵包括正電柵網和接地柵網，所述正電柵網位于所述接地柵網的上方，且兩者之間通過陶瓷套環連接，所述正電柵網、接地柵網和陶瓷套環之間形成連通的束流通道；

所述正電柵網與第二直流電源電性連接，所述接地柵網連接所述殼體接地，以使所述正電柵網和接地柵網之間形成第二吸附靜電場，該第二吸附靜電場用于吸附帶負電且飄逸至所述碳粉吸附柵與殼體底部之間的碳粉。

6.根據權利要求5所述的電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置，其特征在于，所述束流通道的直徑為40～60mm，所述正電柵網的尺寸小于所述接地柵網的尺寸，所述正電柵網與接地柵網之間間距為3～5mm；

所述正電柵網與接地柵網上分別均勻設置1mm的第二吸附孔，所述正電柵網與接地柵網上的第二吸附孔錯位分布。

7.根據權利要求4所述的電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置，其特征在于，所述掃描線圈依序與掃描驅動電路、工控機電性連接，并組成電子束掃描系統；

所述掃描線圈包括X向掃描線圈和Y向掃描線圈，所述X向掃描線圈通過X向掃描驅動電路與所述工控機中的波形發生卡電性連接，所述Y向掃描線圈通過Y向掃描驅動電路與所述工控機中的波形發生卡電性連接。

8.根據權利要求7所述的電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置，其特征在于，所述陰極兩端通過高壓電纜與高壓電源中的燈絲加熱電源電性連接，所述柵極通過高壓電纜與高壓電源中的柵極電源電性連接；

所述聚焦線圈通過聚焦驅動電路與所述工控機電性連接；

所述金屬基板通過電流傳感器接地，且所述電流傳感器與所述金屬基板之間電性連接有成形質量采樣電路，所述成形質量采樣電路的另一端與所述工控機電性連接，所述工控機還與PLC系統電性連接。

9.根據權利要求1至8任意一項所述的電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置，其特征在于，所述工作臺為X-Y工作臺，所述碳粉吸附罩內部安裝有紅外CCD系統，所述紅外CCD系統與所述真空室外的顯示器電性連接。

10.根據權利要求1至8任意一項所述的電子束掃描制備石墨烯晶體薄膜的裝置，其特征在于，所述工作臺為X工作臺，所述工作臺上設有平臺工裝，所述平臺工裝的兩側分別安裝原料安裝轉軸和成品安裝轉軸；

所述絕緣板安裝在所述平臺工裝上，所述碳聚合物薄膜一端安裝在所述原料安裝轉軸，另一端緊貼所述金屬基板并由所述成品安裝轉軸進行卷繞。