一种超滑岛推动装置和超滑岛的处理方法与流程

1.本技术涉及结构超滑技术领域，特别是涉及一种超滑岛推动装置和超滑岛的处理方法。


背景技术：

2.结构超滑是指两个原子级光滑且非公度接触的范德华固体表面之间摩擦力几乎为零、没有磨损的现象。超滑器件中超滑件的材料可以为石墨烯、二硫化钼等二维材料，目前在制备超滑件时采用光刻的方式得到超滑岛阵列，然后使用探针逐个推动超滑岛，对具有自回复能力的超滑岛转移到目标基底上。由于需要使用探针逐个推动超滑岛，导致推岛的过程耗时长，推岛效率低。
3.因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种超滑岛推动装置和超滑岛的处理方法，以提升推岛效率。
5.为解决上述技术问题，本技术提供一种超滑岛推动装置，包括：
6.透明基底；
7.位于所述透明基底表面的透明推动体阵列，所述透明推动体阵列与待推动的超滑岛阵列相同。
8.可选的，所述透明推动体阵列为透明电极阵列。
9.可选的，还包括：
10.设置在所述透明电极阵列中每个电极表面的透明绝缘层。
11.可选的，还包括：
12.设置在所述透明基底和所述透明电极阵列之间的透明柔性绝缘层。
13.本技术还提供一种超滑岛处理方法，包括：
14.在基底的上表面涂覆第一光刻胶，并对所述第一光刻胶曝光显影；
15.在显影后第一光刻胶的上表面制备推动层，并剥离所述第一光刻胶形成推动体阵列，得到处理治具；所述推动体阵列与待推动的超滑岛阵列相同；其中，所述基底为透明基底，所述推动体阵列为透明推动体阵列；
16.将所述推动体阵列与所述超滑岛阵列对应接触并施加压力，并推动所述超滑岛阵列；
17.分离所述处理治具和所述超滑岛阵列，并确定发生自回复的超滑岛。
18.可选的，当所述推动体阵列为透明电极阵列，在所述确定发生自回复的超滑岛之后，还包括：
19.标记所述发生自回复的超滑岛；
20.将所述透明电极阵列与所述超滑岛阵列对应接触，并对与所述发生自回复的超滑
岛对应的电极施加静电，使所述发生自回复的超滑岛与施加静电的电极吸附；
21.将吸附有所述发生自回复的超滑岛的处理治具与目标基底接触并施加压力；
22.分离吸附有所述发生自回复的超滑岛的处理治具与所述目标基底，并撤销静电，使所述发生自回复的超滑岛吸附在所述目标基底上。
23.可选的，所述透明电极阵列中每个电极的表面包裹有透明绝缘层。
24.可选的，当所述透明绝缘层不是光刻胶时，在基底的上表面涂覆第一光刻胶，并对所述第一光刻胶曝光显影包括：
25.在所述基底的上表面依次层叠制备第一子绝缘层、电极层和第二光刻胶，并对所述第二光刻胶曝光显影；
26.相应的，在显影后第一光刻胶的上表面制备推动层，并剥离所述第一光刻胶形成推动体阵列，得到处理治具包括：
27.刻蚀所述电极层形成所述透明电极阵列，并去除所述第二光刻胶；
28.在所述透明电极阵列的上表面涂覆第二子绝缘层；
29.在所述第二子绝缘层的上表面涂覆第三光刻胶，并对所述第三光刻胶曝光显影；
30.刻蚀所述第二子绝缘层，并去除所述第三光刻胶。
31.可选的，当所述透明绝缘层是光刻胶绝缘层时，在基底的上表面涂覆第一光刻胶，并对所述第一光刻胶曝光显影包括：
32.在所述基底的上表面依次层叠制备第三子绝缘层、电极层和第四光刻胶，并对所述第四光刻胶曝光显影；
33.相应的，在显影后第一光刻胶的上表面制备推动层，并剥离所述第一光刻胶形成推动体阵列，得到处理治具包括：
34.刻蚀所述电极层形成所述透明电极阵列，并去除所述第四光刻胶；
35.在所述透明电极阵列的上表面涂覆第四子绝缘层，并对所述第四子绝缘层曝光显影。
36.可选的，所述在基底的上表面涂覆第一光刻胶，并对所述第一光刻胶曝光显影之前，还包括：
37.在所述基底的上表面生长透明柔性绝缘层。
38.可选的，所述在显影后第一光刻胶的上表面制备推动层包括：
39.采用磁控溅射方式，在所述显影后第一光刻胶的上表面制备电极层。
40.可选的，在所述将所述推动体阵列与所述超滑岛阵列对应接触并施加压力之前，还包括：
41.在所述超滑岛阵列中每个超滑岛的上表面制作岛盖。
42.本技术所提供的一种超滑岛推动装置，包括：透明基底；位于所述透明基底表面的透明推动体阵列，所述透明推动体阵列与待推动的超滑岛阵列相同。
43.可见，本技术中超滑岛推动装置包括透明基底和透明推动体阵列，由于推动体阵列与待推动的超滑岛阵列一致，所以推动体阵列中的推动体与超滑岛阵列中的超滑岛可以一一对应，在推动时，超滑岛阵列中的所有超滑岛均会发生移动，避免逐个推动超滑岛，增加推岛效率，缩短推岛时间，并且，超滑岛推动装置是透明的，可以清楚的观察到超滑岛阵列的推动情况，非常简单、方便。
44.此外，本技术还提供一种具有上述优点的超滑岛处理方法。
附图说明
45.为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1为本技术实施例所提供的一种超滑岛推动装置的结构示意图；
47.图2为本技术实施例所提供的另一种超滑岛推动装置的结构示意图；
48.图3为本技术实施例所提供的一种超滑岛处理方法的流程图；
49.图4为本技术实施所提供的另一种超滑岛处理方法的流程图
50.图5至图10为本技术实施中利用透明电极阵列转移超滑岛的流程示意图；
51.图11至图16为本技术实施中当绝缘层不是光刻胶时形成绝缘层的工艺流程图；
52.图17为本技术实施例中具有柔性层的处理治具与表面高低起伏的超滑岛阵列接触的示意图。
具体实施方式
53.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
54.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
55.正如背景技术部分所述，目前在制备超滑件时采用光刻的方式得到超滑岛阵列，然后使用探针逐个推动超滑岛，对具有自回复能力的超滑岛转移到目标基底上。由于需要使用探针逐个推动超滑岛，导致推岛的过程耗时长，推岛效率低。
56.有鉴于此，本技术提供了一种超滑岛推动装置，请参考图1，图1为本技术实施例所提供的一种超滑岛推动装置的结构示意图，包括：
57.透明基底1；
58.位于所述透明基底1表面的透明推动体阵列2，所述透明推动体阵列2与待推动的超滑岛阵列相同。
59.透明推动体阵列2包括多个推动体，超滑岛阵列包括多个超滑岛，透明推动体阵列2与待推动的超滑岛阵列相同指，推动体的尺寸与超滑岛的尺寸相同，推动体间距与超滑岛间距相等。
60.需要说明的是，本技术中对透明推动体阵列2是否导电不做限定，视情况而定。透明推动体阵列2既可以为导电的阵列，也可以为不导电的阵列。当需要对发生自回复的超滑岛进行转移时，所述透明推动体阵列2为透明电极阵列。
61.透明基底1的材料包括但不限于玻璃、石英、蓝宝石等，透明推动体阵列2中推动体
的材料包括但不限于氧化铟锡、掺氟氧化锡等。
62.本技术中超滑岛推动装置包括透明基底1和透明推动体阵列2，由于推动体阵列与待推动的超滑岛阵列一致，所以推动体阵列中的推动体与超滑岛阵列中的超滑岛可以一一对应，在推动时，超滑岛阵列中的所有超滑岛均会发生移动，避免逐个推动超滑岛，增加推岛效率，缩短推岛时间，并且，超滑岛推动装置是透明的，可以清楚的观察到超滑岛阵列的推动情况，非常简单、方便。
63.在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，请参考图2，超滑岛推动装置还包括：
64.设置在所述透明电极阵列中每个电极表面的透明绝缘层11。
65.透明绝缘层11包围在电极的所有表面，在透明基底1与电极之间也设置有透明绝缘层11。需要指出的是，本技术中对透明绝缘层11的材料不做具体限定，可自行设置。例如，透明绝缘层11的材料可以为光刻胶，或者为聚二甲基硅氧烷(pdms)、氮化硅等非光刻胶。
66.在静电吸附超滑岛过程中，透明绝缘层11可以防止静电击穿，可以施加更大的电压和静电力，提高选择性。
67.当超滑岛阵列的表面有高低起伏时，为了保证透明电极阵列与超滑岛阵列均能接触和进行操作，超滑岛推动装置还包括：
68.设置在所述透明基底1和所述透明电极阵列之间的透明柔性绝缘层。
69.当对超滑岛进行推岛和转移操作，并且电极表面包裹有透明绝缘层11时，此时透明柔性绝缘层不仅可以实现对表面有起伏的超滑岛阵列的接触和进行操作，还可以作为包裹电极的绝缘层的一部分，节省透明电极阵列与透明基底之间的透明绝缘层11的制作步骤。
70.本技术还提供了一种超滑岛处理方法，请参考图3，图3为本技术实施例所提供的一种超滑岛处理方法的流程图，该方法包括：
71.步骤s101：在基底的上表面涂覆第一光刻胶，并对所述第一光刻胶曝光显影。
72.本技术中对第一光刻胶的涂覆方式不做具体限定，可自行选择。例如，可以采用甩胶的方式，以形成均匀的第一光刻胶。
73.步骤s102：在显影后第一光刻胶的上表面制备推动层，并剥离所述第一光刻胶形成推动体阵列，得到处理治具；所述推动体阵列与待推动的超滑岛阵列相同；其中，所述基底为透明基底，所述推动体阵列为透明推动体阵列。
74.推动体阵列包括多个推动体，超滑岛阵列包括多个超滑岛，推动体阵列与待推动的超滑岛阵列相同指，推动体的尺寸与超滑岛的尺寸相同，推动体间距与超滑岛间距相等。
75.步骤s103：将所述推动体阵列与所述超滑岛阵列对应接触并施加压力，并推动所述超滑岛阵列。
76.可以在处理治具上施加推力，在超滑岛层间进行剪切，实现对超滑岛的批量推动。
77.步骤s104：分离所述处理治具和所述超滑岛阵列，并确定发生自回复的超滑岛。
78.本技术中对推动体阵列是否导电不做限定，视情况而定。推动体阵列既可以为导电的阵列，也可以为不导电的阵列。
79.所述基底为透明基底，所述推动体阵列为透明推动体阵列，由于基底和推动体阵列均为透明的，所以可以通过光镜观察到哪些超滑岛是自回复的，非常方便。
80.透明基底的材料包括但不限于玻璃、石英、蓝宝石等，透明推动体阵列中推动体的材料包括但不限于氧化铟锡、掺氟氧化锡等。
81.为了增加推动体阵列与超滑岛阵列之间的摩擦力，便于超滑岛发生滑动，在所述将所述推动体阵列与所述超滑岛阵列对应接触并施加压力之前，还包括：
82.在所述超滑岛阵列中每个超滑岛的上表面制作岛盖。
83.本技术中的超滑岛处理方法在基底的上表面制备出透明推动体阵列，得到对超滑岛进行处理的处理治具，将透明推动体阵列与超滑岛阵列进行对应接触并施加压力，然后推动超滑岛阵列，分离处理治具和超滑岛阵列后，具有自回复能力的超滑岛会自动回复到原位，由于透明推动体阵列与待推动的超滑岛阵列一致，所以推动体阵列中的推动体与超滑岛阵列中的超滑岛可以一一对应，在推动时，超滑岛阵列中的所有超滑岛均会发生移动，避免逐个推动超滑岛，增加推岛效率，缩短推岛时间。
84.请参考图4，图4为本技术实施所提供的另一种超滑岛处理方法的流程图，所述推动体阵列为透明电极阵列，该方法包括：
85.步骤s101：在基底的上表面涂覆第一光刻胶，并对所述第一光刻胶曝光显影。
86.步骤s202：在显影后第一光刻胶的上表面制备电极层，并剥离所述第一光刻胶形成透明电极阵列，得到处理治具；所述透明电极阵列与待推动的超滑岛阵列相同。
87.可选的，作为一种具体实施例方式，所述在显影后第一光刻胶的上表面制备电极层包括：采用磁控溅射方式，在所述显影后第一光刻胶的上表面制备所述电极层。但是，本技术对此并不做具体限定，还可以采用化学气相沉积法制备电极层。
88.透明电极阵列中包括多个电极。
89.步骤s203：将所述透明电极阵列与所述超滑岛阵列对应接触并施加压力，并推动所述超滑岛阵列。
90.透明电极阵列2推动超滑岛阵列3的结构示意图如图5所示。
91.步骤s204：分离所述处理治具和所述超滑岛阵列，并确定发生自回复的超滑岛。
92.当处理治具与超滑岛阵列3分离后如图6所示，部分超滑岛发生自回复，虚线框中所示。
93.步骤s205：标记所述发生自回复的超滑岛。
94.步骤s206：将所述透明电极阵列与所述超滑岛阵列对应接触，并对与所述发生自回复的超滑岛对应的电极施加静电，使所述发生自回复的超滑岛与施加静电的电极吸附。
95.本步骤请参考图7，发生静电吸附后，将处理治具抬起，如图8所示，具有自回复能力的超滑岛与电极吸附。
96.步骤s207：将吸附有所述发生自回复的超滑岛的处理治具与目标基底接触并施加压力。
97.发生自回复的超滑岛与目标基底4接触时如图9所示。
98.步骤s208：分离吸附有所述发生自回复的超滑岛的处理治具与所述目标基底，并撤销静电，使所述发生自回复的超滑岛吸附在所述目标基底上。
99.撤销静电后，发生自回复的超滑岛吸附在目标基底4上如图10所示。
100.本实施例中的超滑岛处理方法，在完成对超滑岛阵列的批量推岛后，对与可以发生自回复的超滑岛相对应的电极施加静电，然后处理治具再次与超滑岛阵列接触，通过静
电吸附发生自回复的超滑岛，然后将吸附有发生自回复的超滑岛的处理治具与目标基底相接触，撤销静电后，发生自回复的超滑岛吸附在目标基底上，完成自回复的超滑岛的转移，在转岛时，一次性完成所有发生自回复的超滑岛的转移，明显提升转岛效率。
101.在上述实施例的基础上，在申请的一个实施例中，所述透明电极阵列中每个电极的表面包裹有透明绝缘层。
102.在静电吸附超滑岛过程中，透明绝缘层可以防止静电击穿，可以施加更大的电压和静电力，提高选择性。
103.需要指出的是，本技术中对透明绝缘层的材料不做具体限定，可自行设置。例如，绝缘层的材料可以为光刻胶，或者为聚二甲基硅氧烷(pdms)、氮化硅等非光刻胶。
104.下面根据透明绝缘层的材料的不同，对形成透明绝缘层的过程分别进行阐述。
105.当所述透明绝缘层不是光刻胶时，形成透明绝缘层的过程包括：
106.步骤s11：在所述基底的上表面依次层叠制备第一子绝缘层、电极层和第二光刻胶，并对所述第二光刻胶曝光显影。
107.本步骤请参考图11，基底1的上表面依次层叠有第一子绝缘层5、电极层6和第二光刻胶7，第二光刻胶曝光显影后如图12所示。
108.步骤s12：刻蚀所述电极层形成所述透明电极阵列，并去除所述第二光刻胶。
109.本步骤请参考图13，第一绝缘层5上分布有透明电极阵列2。
110.步骤s13：在所述透明电极阵列的上表面涂覆第二子绝缘层。
111.本步骤请参考图14，第二子绝缘层8覆盖透明电极阵列2。
112.步骤s14：在所述第二子绝缘层的上表面涂覆第三光刻胶，并对所述第三光刻胶曝光显影。
113.本步骤第三光刻胶9曝光显影后如图15所示。
114.步骤s15：刻蚀所述第二子绝缘层，并去除所述第三光刻胶。
115.本步骤请参考图16，第三光刻胶去除后每个电极被第一子绝缘层5和第二子绝缘层8包裹。
116.当所述透明绝缘层是光刻胶绝缘层时，形成透明绝缘层的过程包括：
117.步骤s21：在所述基底的上表面依次层叠制备第三子绝缘层、电极层和第四光刻胶，并对所述第四光刻胶曝光显影；
118.步骤s22：刻蚀所述电极层形成所述透明电极阵列，并去除所述第四光刻胶；
119.步骤s23：在所述透明电极阵列的上表面涂覆第四子绝缘层，并对所述第四子绝缘层曝光显影。
120.由于绝缘层为光刻胶，也即第三子绝缘层和第四子绝缘层均为光刻胶，所以在涂覆第四子绝缘层后，直接对第四子绝缘层进行曝光显影即可，使得每个电极被第三子绝缘层和第四子绝缘层包裹。
121.需要说明的是，第一子绝缘层和第二子绝缘层可以为相同的材料，第三子绝缘层和第四子绝缘层可以为相同的材料，第一、第二、第三、第四是为了区分形成的顺序。
122.具体的刻蚀和显影工艺请参考相关技术，本技术不再详细赘述。
123.当超滑岛阵列的表面有高低起伏时，为了保证透明电极阵列与超滑岛阵列均能接触和进行操作，所述在基底的上表面涂覆第一光刻胶，并对所述第一光刻胶曝光显影之前，
还包括：
124.在所述基底的上表面生长透明柔性绝缘层。
125.当对超滑岛进行推岛和转移操作，并且电极表面包裹有绝缘层时，此时透明柔性绝缘层不仅可以实现对表面有起伏的超滑岛阵列的接触和进行操作，还可以作为包裹电极的透明绝缘层的一部分，节省透明电极阵列与基底之间透明绝缘层的制作步骤。例如，当透明绝缘层不是光刻胶时，由透明柔性绝缘层代替第一子绝缘层，当透明绝缘层是光刻胶时，由透明柔性绝缘层代替第三子绝缘层。
126.透明柔性绝缘层的材料可以为pdms，当电极被透明柔性绝缘层10和第二子绝缘层8包裹，处理治具与表面高低起伏的超滑岛阵列接触的示意图如图17所示，超滑岛阵列与透明电极阵列完整接触。
127.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
128.以上对本技术所提供的超滑岛推动装置和超滑岛的处理方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。