腔室之間進(jìn)行襯底或樣品的取放和傳送；
[0046]樣品托盤，至少用以臨時(shí)存放所述襯底和/或樣品；
[0047]轉(zhuǎn)盤，至少用以驅(qū)使樣品托盤按設(shè)定角度轉(zhuǎn)動(dòng)而到達(dá)設(shè)定位置。
[0048]在一些更為具體的實(shí)施例中，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置主要用于實(shí)現(xiàn)樣品傳動(dòng)室與襯底儲(chǔ)存室、鍍膜室、化學(xué)氣相沉積室、取樣室之間的襯底、樣品的取放與傳送。
[0049]在一些更為具體的實(shí)施例中，所述樣品托盤用于襯底和樣品取放過程中的臨時(shí)存放。
[0050]在一些更為具體的實(shí)施例中，所述樣品托盤置于轉(zhuǎn)盤上，帶動(dòng)樣品托盤做設(shè)定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，并轉(zhuǎn)動(dòng)至樣品傳動(dòng)室與交互傳動(dòng)腔室之間的相應(yīng)閘門前。
[0051]在一些實(shí)施例中，至少在所述襯底儲(chǔ)存室或取樣室內(nèi)還設(shè)有一個(gè)以上樣品托。
[0052]其中，所述樣品托的設(shè)置目的在于方便襯底、樣品的放置以及所述樣品運(yùn)送裝置對(duì)襯底、樣品的取放。其中，所述樣品托可放置襯底的數(shù)量應(yīng)不少于一片。
[0053]在一些實(shí)施例中，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置包括至少一滑軌和至少一機(jī)械手臂。其中，滑軌可以有多條，例如，可以是呈十字交叉形式布置的兩條滑軌，所述機(jī)械手臂可于所述滑軌上自由移動(dòng)。
[0054]在一些實(shí)施例中，所述的二維納米薄膜制備裝置還包括:真空發(fā)生裝置，至少用以使樣品傳送室和/或能夠與所述樣品傳送室真空級(jí)聯(lián)的任一腔室內(nèi)形成真空環(huán)境。
[0055]優(yōu)選的，所述真空環(huán)境的真空度為10—1Pa-KT8Pa13
[0056]進(jìn)一步的，所述真空發(fā)生裝置可包括但不限于機(jī)械栗和/或分子栗機(jī)組等。
[0057]在一些實(shí)施例中，所述制備裝置中至少兩個(gè)可相互連通的腔室之間還分布有可開合閘門。
[0058]在一些較為優(yōu)選的實(shí)施例中，至少在所述襯底儲(chǔ)存室和能夠與所述樣品傳送室真空級(jí)聯(lián)的任一腔室之間設(shè)有可開合閘門。
[0059]在一些實(shí)施例中，所述樣品傳送室和能夠與所述樣品傳送室真空級(jí)聯(lián)的腔室中的至少一個(gè)腔室還與溫度調(diào)控機(jī)構(gòu)連接。
[0060]其中，所述溫度調(diào)控機(jī)構(gòu)可采用分布于所述樣品傳送室和能夠與所述樣品傳送室真空級(jí)聯(lián)的腔室中的至少一個(gè)腔室腔壁內(nèi)的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0061 ]例如，所述冷卻機(jī)構(gòu)可選自雙層水冷系統(tǒng)。
[0062]在一些實(shí)施例中，所述樣品傳送室和能夠與所述樣品傳送室真空級(jí)聯(lián)的腔室中的至少一個(gè)腔室還具有一個(gè)以上氣體連接口，所述氣體連接口與單一氣源連接或與混氣盒連接，所述混氣盒的入口至少并聯(lián)有兩個(gè)以上氣路。
[0063]在一些實(shí)施例中，所述的二維納米薄膜制備裝置還可包括:人機(jī)交互操作系統(tǒng)界面，至少用以對(duì)所述襯底或樣品于各腔室之間的傳送操作、二維納米薄膜的生長(zhǎng)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。
[0064]其中，所述人機(jī)交互操作系統(tǒng)界面可以全自動(dòng)運(yùn)行，也可包含分別對(duì)應(yīng)于二維納米薄膜制程中各個(gè)工序的不同功能模塊，或者也可完全切換至手動(dòng)操作模式。
[0065]其中，所述人機(jī)交互操作系統(tǒng)界面可以選用個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(PC)、MCU、PLC等，但不限于此，其中也可以包括分立設(shè)置或集成設(shè)置的顯示裝置等。
[0066]顯然的，在所述二維納米薄膜制備裝置中還可包含其它一些輔件，例如，溫度、氣壓監(jiān)測(cè)裝置，微電機(jī)等動(dòng)力件，電源控制組件等。
[0067]在一些較為優(yōu)選的實(shí)施方案中，整個(gè)二維納米薄膜制程可以由人機(jī)交互系統(tǒng)控制，自動(dòng)完成工序交替和重復(fù)持續(xù)的工作模式，如此，可實(shí)現(xiàn)二維納米薄膜材料的連續(xù)、自動(dòng)化、低能耗、高品質(zhì)生產(chǎn)，滿足當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)于大尺寸、高品質(zhì)二維納米薄膜材料的供應(yīng)需求。
[0068]本實(shí)用新型的一個(gè)方面還提供了一種二維納米薄膜制備方法。
[0069]較為優(yōu)選的，所述二維納米薄膜制備方法可以主要基于所述二維納米薄膜制備裝置而實(shí)施。
[0070]在一些實(shí)施例中，所述二維納米薄膜制備方法包括:以樣品傳送室內(nèi)的樣品運(yùn)送裝置將襯底從襯底儲(chǔ)存室中取出，并移送入沉積室，以在所述襯底上生長(zhǎng)二維納米薄膜而形成樣品，之后將所述樣品從沉積室中取出，并移送入取樣室;并且，至少在將所述襯底或樣品于前述的任意兩個(gè)腔室之間傳送時(shí)，該任意兩個(gè)腔室之間均保持真空級(jí)聯(lián)。
[0071]在一些實(shí)施例中，所述的二維納米薄膜制備方法還可包括:以樣品運(yùn)送裝置將襯底從襯底儲(chǔ)存室中取出后，先移送入鍍膜室進(jìn)行預(yù)處理，之后取出并移送入沉積室進(jìn)行二維納米薄膜的生長(zhǎng)，從而形成樣品；其中，在將所述襯底于襯底儲(chǔ)存室、樣品傳送室、鍍膜室和沉積室中的任意兩者之間傳送時(shí)，該任意兩者之間均保持真空級(jí)聯(lián)。
[0072]本案發(fā)明人經(jīng)大量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，所述真空級(jí)聯(lián)采用的真空度優(yōu)選為10—1Pa-KT8Pa,尤其優(yōu)選為10—3Pa?10—6Pa,在此真空度條件下，能夠在不破壞鍍膜室和沉積室真空的情況下完成各腔室的互聯(lián)，若低于此真空度范圍，鍍膜室和沉積室的真空無法持續(xù)保持，引入的微量水氣和氧氣會(huì)擾動(dòng)生長(zhǎng)工藝參數(shù)，降低工藝條件的穩(wěn)定性;而若高于此真空度范圍，對(duì)真空裝置和級(jí)聯(lián)工藝的要求頗高，致使生產(chǎn)成本上升。
[0073]在一些實(shí)施例中，所述的預(yù)處理包括對(duì)所述襯底進(jìn)行高溫退火和/或等離子體處理和/或催化劑薄膜沉積。
[0074]其中，所述高溫退火至少可在氫氣、氬氣中的任意一種或兩種混合形成的氛圍下進(jìn)行，且不限于此。
[0075]其中，所述等離子體處理至少可在氫氣、氮?dú)?、氬氣、氧氣中的任意一種或兩種以上混合形成的氣氛中進(jìn)行，且不限于此。
[0076]在一些實(shí)施例中，所述等離子體處理采用的等離子體功率可以為O?1000W。
[0077]在一些實(shí)施例中，所述催化劑薄膜沉積可以包括:在真空或保護(hù)性氣氛下，通過物理和/或化學(xué)氣相沉積方法在襯底表面沉積催化劑薄膜。
[0078]例如，所述物理氣相沉積方法可以包括濺射、電子束蒸發(fā)、熱蒸鍍中的任意一種或兩種以上方式的組合，但不限于此。
[0079]進(jìn)一步的，在一些實(shí)施例中，所述催化劑薄膜的厚度為2?2000nm。
[0080]在一些實(shí)施例中，所述的二維納米薄膜制備方法可以包括:采用化學(xué)氣相沉積方式在經(jīng)過預(yù)處理的襯底上生長(zhǎng)二維納米薄膜材料而形成樣品。
[0081]進(jìn)一步的，所述化學(xué)氣相沉積方式包括:使前驅(qū)物在設(shè)定氣體氛圍和壓強(qiáng)下，經(jīng)高溫或等離子體輔助裂解斷鍵、分解，在經(jīng)過預(yù)處理的襯底上成核、生長(zhǎng)成膜得到二維納米薄膜材料。
[0082]在一些實(shí)施例中，所述化學(xué)氣相沉積工藝采用的工藝條件包括:真空度為10—1Pa?10—8Pa，優(yōu)選為10—2Pa?10—7Pa，尤其優(yōu)選為10—3Pa?10—6Pa。在此真空度條件下生長(zhǎng)，前驅(qū)體氣流量和配比的擾動(dòng)對(duì)成核影響小，利于精確控制；和/或，采用的等離子體功率設(shè)定在10?1000W，優(yōu)選為100?500W，其中采用等離子體可以輔助前驅(qū)體的裂解，降低生長(zhǎng)溫度和能耗，但等離子體功率過高，生長(zhǎng)的薄膜表面粗糙度高，且等離子體轟擊引入的缺陷增多，等離子功率過低，難以使等離子體起輝或不能充分裂解前驅(qū)體;和/或，采用的生長(zhǎng)溫度設(shè)定在室溫?800°C，優(yōu)選為300?650°C，低溫生長(zhǎng)的實(shí)現(xiàn)適宜大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的低能耗需求，但過低的溫度均會(huì)使生長(zhǎng)的二維薄膜結(jié)晶性變差；和/或，生長(zhǎng)時(shí)氣壓維持在10—8?100Pa，優(yōu)選為10—3?1Pa，其中若使用的氣壓過高，成核點(diǎn)過多，薄膜晶粒小，結(jié)晶性差，而若氣壓過低，則難以保障成核需求而得到連續(xù)的薄膜；和/或，采用的生長(zhǎng)時(shí)間為0.1?30min，優(yōu)選為I?1min，若生長(zhǎng)時(shí)間過長(zhǎng)，則薄膜表面異常粗糙，附著有密集的納米顆粒，而若生長(zhǎng)時(shí)間太短，往往只能得到分離的島狀材料。若將生長(zhǎng)時(shí)間控制在I?lOmin，能穩(wěn)定獲得晶圓級(jí)平滑、均勻、結(jié)晶性好的連續(xù)二維納米薄膜。
[0083]在一些實(shí)施例中，所述二維納米薄膜材料可包括石墨烯、石墨烯衍生材料、氮化硼、過渡金屬硫族化合物、黑磷中的任意一種或其原子混雜和/或平面聯(lián)結(jié)和/或堆垛，且不限于此。
[0084]在一些實(shí)施例中，所述二維納米薄膜材料的厚度為單個(gè)原子層或多個(gè)原子層厚，且厚度范圍為0.3?30nmo
[0085]在一些實(shí)施例中，所述襯底可選自硬質(zhì)襯底，特別是可以選自與硅工藝匹配的襯底，例如硅片、鍍有氧化層或氮化層的硅片、石英、藍(lán)寶石、氧化鎂、m-V族半導(dǎo)體襯底中的任意一種或多種的組合。
[0086]在一些實(shí)施例中，所述二維納米薄膜制備方法與硅工藝技術(shù)匹配，其可實(shí)現(xiàn)硅或其它硬質(zhì)半導(dǎo)體、介質(zhì)材料襯底上的連續(xù)、自動(dòng)化二維薄膜材料制備，并可包括如下步驟:
[0087](I)將襯底放置于襯底儲(chǔ)存室內(nèi)；
[0088](2)襯底由機(jī)械傳動(dòng)裝置取出并傳送至鍍膜室；
[0089](3)襯底在鍍膜室經(jīng)過預(yù)