一种堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台的制作方法

本实用新型属于纳米科技领域，具体涉及一种堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台。

背景技术：

近年来，我们一直致力于寻找新的可突破传统半导体设备限制的光电机制，并将其应用于探测与收集低能光子。目前最有前景的方法则是利用物质对光的吸收，产生热能，致使自由电子移动，从而驱动电流产生，即光电效应。我们发现，单原子层的石墨材料——石墨烯的成功制取为我们的研究开创了一个新的局面。而且，最新研究结果表明其它的类似于石墨烯的二维材料和石墨烯形成的异质结表现出潜在的光热效应。实验证实二维材料制备的异质结的光电效应能探测亚带隙的光子，同时能实现大规模、电调谐、宽频及超速。

但是由于二维层状材料尺寸微小，一般尺度只有几个到几十微米，并且位置具有随机性，这给二维层状异质结的制备带来了困难，其困难主要在精准对准方面。因为就二维层状异质材料本身而言，在制作二维层状材料时都是借助于高放大倍数显微镜才能观察到。如果要想成功将一个微纳级别尺寸的材料堆垛成异质材料，其难度非常巨大。两种二维层状异质材料堆垛角度会直接影响到后续做的异质结器件性能。为了能够得到最优的异质材料搭建模式，我们就需要一个可以随时对材料进行角度调整的转移台。本实用新型就是为了有效解决这个问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够随时、同时对两种材料进行角度调整的转移控制台，其用于堆垛二维层状材料时，操作员注意力只需放在可视化界面显示的实时动态变化过程，不断控制旋转控制开关，对两种不同的二维材料进行不同的角度调整，在最短的时间内实现最优异质结搭建，减少实验操作时间，提升实验效率。

本实用新型提出了一种堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台，包括操作区和显示区；其中，所述操作区包括：自动校准夹片台和中央操作台。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中，所述自动校准夹片台包括：旋转带、夹片台底座、夹片台支架和平衡臂；所述夹片台支架设置在所述夹片台底座上；所述夹片台底座设置在所述旋转带上；所述平衡臂和所述夹片台支架连接；所述平衡臂上有载玻片放置区域。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中，所述中央操作台设置在所述旋转带内，其包括：操作台底座、操作台支撑架、显微镜机构和载物台机构；所述操作台支撑架固定在所述操作台底座上；所述显微镜机构和所述载物台机构固定在所述操作台支撑架上。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中，所述显微镜机构包括：显微镜转轴、显微镜伸缩杆、显微镜和图像控制器；所述显微镜转轴设置在所述操作台支撑架上；所述显微镜伸缩杆的两端分别与所述显微镜和所述显微镜转轴连接；所述图像控制器和所述显微镜连接。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中，所述载物台机构包括：载物台转轴、旋转载物台、加热台、加热台控制台和旋转控制开关；所述载物台转轴固定在所述操作台支撑架上；所述旋转载物台和所述载物台转轴连接；所述加热台与所述加热台控制台连接；所述旋转载物台设置在所述加热台的顶部；所述加热台控制台设置在所述操作台底座上；所述控制开关与所述加热台控制台和所述旋转带连接。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中，所述显示区由可视化界面组成，其与所述图像控制器连接。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中，所述自动校准夹片台包括两个所述夹片台支架，其对称设置在所述旋转带上，所述平衡臂的两端分别与两个所述夹片台支架连接。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中，所述加热台控制台包括：起升机构和电机；所述电机与所述旋转控制开关连接；所述电机设置在所述起升机构内。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中，所述旋转控制开关包括：旋转带控制开关和加热台旋转控制开关；所述旋转带控制开关与所述旋转带连接；所述加热台旋转控制开关与所述加热台控制台连接。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中，所述旋转带为圆形传送带。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台，在堆垛二维层状材料时，需要操作员手动进行旋转载物台和载玻片，每次只能调整一个方面，而且在调整的同时需要根据样品在可视化界面上的显示从而对下一步调整做出最优方案。

本实用新型实现对载物台和载玻片自动化调整，减少了材料校准的时间，增加了实验的灵活性。在基于二维层状异质材料的制造方面具有良好的应用前景。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台，所述自动校准夹片台能够通过旋转控制开关，调整旋转带运动实现平衡臂机械化自动旋转，进而实现样品的自动旋转。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台，所述加热台控制台能够通过旋转控制开关，调整微型电机的工作，进而带动加热台机械化自动旋转，最后实现样品的自动旋转。

本实用新型提出的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台，当自动旋转夹片台和旋转加热台配置在一块时操作员只需手动操作旋转控制开关，堆垛材料之前，操作员视线只需要关注可视化界面显示结果即可做出样品调整方案，能够进行实时的堆垛调整，提高了工作效率，减少了实验复杂性。

本实用新型主要实现了平衡臂和加热台的机械化转动，使用传送带作为一个旋转带，实现开关控制旋转带转动引起平衡臂中央的样品转动，使用微型电机内置入一个有伸缩杆制成的起升机构内部，实现开关控制微型电机转动引起加热台上边的载物台转动得到样品的转动。当两件组件结合在一块时，就可以在同时机械调节两件组件工作的同时通过可视化界面对两个材料进行不停的比对，当达到操作员想要的角度时，便可进行下一步操作。

附图说明

图1为本实用新型堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台的功能框架图。

图2为本实用新型堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台的侧视图。

图3为本实用新型堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中旋转带的结构示意图。

图4a为本实用新型堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中加热台控制台的结构示意图。

图4b为本实用新型堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台中起升机构的结构示意图。

图5-11为本实用新型堆垛二维层状材料过程原理展示图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本实用新型没有特别限制内容。

如图1至图4所示，本实施例中的堆垛二维层状异质材料的自动校准式操作台，包括操作区A和显示区B。

本实施例中，操作区A包括：自动校准夹片台和中央操作台。

本实施例中，自动校准夹片台包括：旋转带14、夹片台底座13、夹片台支架9和平衡臂12；夹片台支架9设置在夹片台底座13上；夹片台底座13设置在旋转带14上；平衡臂12和夹片台支架9连接；平衡臂12上有载玻片放置区域121。

本实施例中，中央操作台设置在旋转带14内，其包括：操作台底座15、操作台支撑架1、显微镜机构和载物台机构；操作台支撑架1固定在操作台底座15上；显微镜机构和载物台机构固定在操作台支撑架1上。

本实施例中，显微镜机构包括：显微镜转轴7、显微镜伸缩杆17、显微镜3和图像控制器2；显微镜转轴7设置在操作台支撑架1上；显微镜伸缩杆17的两端分别与显微镜3和显微镜转轴7连接；图像控制器2和显微镜3连接。

本实施例中，载物台机构包括：载物台转轴8、旋转载物台4、加热台5、加热台控制台6和旋转控制开关；载物台转轴8固定在操作台支撑架1上；旋转载物台4和载物台转轴8连接；加热台5与加热台控制台6连接；旋转载物台4设置在加热台5的顶部；加热台控制台6设置在操作台底座15上；控制开关与加热台控制台6和旋转带14连接。

本实施例中，显示区B由可视化界面16组成，其与图像控制器2连接；可视化界面16包括显示器，通过图像控制器2对二维层状材料进行投影显示。

本实施例中，自动校准夹片台包括两个夹片台支架9，其对称设置在旋转带14上，平衡臂12的两端分别与两个夹片台支架9连接。

本实施例中，加热台控制台6包括：起升机构61和电机62；电机62与旋转控制开关连接；电机62设置在起升机构61内。

本实施例中，由于实验的微调动需求，起升机构61上下由螺旋测微器测杆611连接，可通过旋转起升机构上部分达到起升机构61的上升下降目的。

本实施例中，旋转控制开关包括：旋转带控制开关10和加热台旋转控制开关11；旋转带控制开关10与旋转带14连接；加热台旋转控制开关11与加热台控制台6连接。

本实施例中，旋转带14为圆形传送带。

本实施例中，旋转载物台4能够对样品材料的角度进行手动调整，受载物台转轴8控制，可被固定在操作台支撑架1上并在堆垛材料时进行材料角度调整。加热台控制台6可以使加热台5和旋转载物台4上下移动并且通过加热台旋转控制开关11实现360度旋转。当同时调整旋转带控制开关10和加热台旋转控制开关11时，自动校准夹片台和加热台5会同时转动，操作员此时可根据可视化界面16显示结果做出调整方案，能够进行实时的堆垛调整，提高了工作效率，减少了实验复杂性。平衡臂12上有载玻片放置位置，使用时需要在载玻片上黏上聚合物。旋转带14，受旋转带控制开关10控制，在调整载玻片上样品角度时作用巨大。可视化界面16，可通过其观察到样品和样品旋转过程。

本实施例中，堆垛材料时需要更换旋转载物台4上的样品，显微镜转轴7和显微镜伸缩杆17能够将显微镜3移动到不影响操作员更换样品的地方，避免显微镜3的存在影响更换材料花费的时间。旋转带14由传统传送带制成。加热台控制台6由微型电机61和起升机构62构成，可实现加热台5的上下移动和加热台的转动。当操作员进行堆垛校准时，只需控制两个旋转控制开关便可以通过同时对两中二维层状材料进行角度变化，根据可视化界面16显示做出最优异质结搭建抉择。

本实用新型堆垛二维层状材料的过程原理为：二维层状材料通常都会做在一块衬底之上，制作二维层状异质材料便是将一块衬底上的二维层状材料转移到另一块衬底上，需要注意的是，转移材料时需要和第二块衬底上的材料进行位置校准，最后将两个材料堆垛起来。本实用新型便是为了简化校准的难度，减少校准的时间，主要实验步骤如下：

如图5至图11所示，箭头所指便是转移步骤顺序，a为待转移材料，b为衬底，第一步，将样品安放在旋转载物台上。第二步，将旋转载物台上升，其实是上升加热台，加热台带动旋转载物台上升。第三部，当待转移材料a和载玻片c上的聚合物d充分接触后，加热台加热。第四部，当旋转载物台温度达到一定后使其下降，这一步会将待转移材料a转移到聚合物d上。第五步，准备好目标材料e，并将其放在旋转载物台上，和上边聚合物d上的样品通过显微镜、加热台控制台、旋转载物台、旋转夹片台的组合对两个材料进行角度调整，校准完成后上升载物台。第六步，当待转移材料a和目标材料e接触后，加热台加热。第七步，去掉载玻片c和聚合物d后得到待转移材料a和目标材料e形成的异质材料。

本实用新型的保护内容不局限于以上实施例。在不背离实用新型构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，并且以所附的权利要求书为保护范围。