一種用于轉(zhuǎn)移石墨烯時去除生長基體的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于轉(zhuǎn)移石墨烯時去除生長基體的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是碳原子按六角結(jié)構(gòu)緊密堆積成的單原子層二維晶體，載流子的本征迀移率可達(dá)到2X105cm/(V.S)，這種優(yōu)異的電學(xué)性質(zhì)使其在高頻電子器件中有著巨大的應(yīng)用價值。為了制備石墨烯電子器件，首要的問題是制備出大尺寸、具有優(yōu)異電學(xué)性能的石墨烯薄膜，并轉(zhuǎn)移至合適的目標(biāo)基底上。目前大尺寸石墨烯薄膜的制備方法主要有包括以下幾種:(1)碳化硅(SiC)外延生長法，雖可獲得高質(zhì)量大面積的單層石墨烯，但是所使用的SiC的價格昂貴，生長條件苛刻，且生產(chǎn)出的石墨烯難于轉(zhuǎn)移；(2)化學(xué)氣相沉積法(ChemicalVapor Deposit1n，CVD)可以在金屬襯底上生長大面積的單層或多層石墨稀薄膜，所得石墨烯質(zhì)量好、易于轉(zhuǎn)移，是目前制備石墨烯薄膜的常用方法，被廣泛用于制備石墨烯晶體管和透明導(dǎo)電薄膜。
[0003]CVD法制備的石墨烯需要經(jīng)過轉(zhuǎn)移才能從金屬襯底到目標(biāo)基體。現(xiàn)有石墨烯轉(zhuǎn)移方法大多數(shù)使用腐蝕方法去除基底，成本較高、耗時長，且基底回收難而且會對環(huán)境造成一定的污染。目前沒有可實現(xiàn)大面積、大批量、連續(xù)化去除石墨烯生長金屬襯底的設(shè)備。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種成本低、工作效率高、污染小的用于轉(zhuǎn)移石墨烯時去除生長基體的裝置。
[0005]實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是:一種用于轉(zhuǎn)移石墨烯時去除生長基體的裝置，包括機架，以及安裝在機架上的傳動機構(gòu)、剝離機構(gòu)、清洗機構(gòu)和烘干機構(gòu)；所述傳動機構(gòu)依次分為上料段、剝片段、噴淋沖洗段、烘干段和下料段；所述剝尚機構(gòu)、清洗機構(gòu)和烘干機構(gòu)的位置分別與傳動機構(gòu)剝片段、噴淋沖洗段和烘干段相對應(yīng)。
[0006]所述傳動機構(gòu)包括傳動馬達(dá)、傳動軸、錐齒輪、組合齒輪、直齒圓柱齒輪、傳動輥和支撐輥；所述傳動軸的一端固定在傳動馬達(dá)的輸出端上；所述錐齒輪、組合齒輪、直齒圓柱齒輪和傳動輥為一組傳動輸出組件，該輸出組件設(shè)有多組；所述每組輸出組件中的錐齒輪均固定在傳動軸上；所述組合齒輪的一端設(shè)有與錐齒輪嚙合的錐齒，另一端設(shè)有與直齒圓柱齒輪嚙合的直齒；所述直齒圓柱齒輪固定在傳動輥的一端；所述每組輸出組件中的傳動輥的正下方均設(shè)有一根支撐輥。
[0007]所述傳動機構(gòu)的上料段的入口部分以及下料段的出口部分只設(shè)置支撐輥。
[0008]所述剝離機構(gòu)包括基座、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)座、升降馬達(dá)、絲桿、鎖緊氣缸、夾具、壓緊滾輪、壓緊驅(qū)動裝置和感應(yīng)器；所述旋轉(zhuǎn)馬達(dá)固定在基座上，并驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；所述旋轉(zhuǎn)座固定在旋轉(zhuǎn)軸上；所述升降馬達(dá)固定在旋轉(zhuǎn)座上，并驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動；所述鎖緊氣缸的缸體與絲桿螺紋連接，并與旋轉(zhuǎn)軸滑動連接；所述夾具的一部分固定在鎖緊氣缸的缸體上，另一部分固定在鎖緊氣缸的活塞桿上；所述壓緊滾輪和夾具按照樣品的傳動方向依次設(shè)置在傳動機構(gòu)的剝片段上方；所述感應(yīng)器設(shè)置在傳動機構(gòu)的剝片段下方。
[0009]所述清洗機構(gòu)包括主槽、噴淋組件、副槽和水泵；所述主槽設(shè)置在傳動機構(gòu)的噴淋沖洗段下方；所述噴淋組件至少設(shè)有一組；所述噴淋組件包括設(shè)置在設(shè)傳動機構(gòu)的噴淋沖洗段上、下方的噴嘴，以及設(shè)置在噴嘴進(jìn)水管路上的噴嘴閥；所述噴嘴閥通過管路連通副槽的出水口 ；所述水泵設(shè)置在副槽的出水口與噴嘴閥之間的管路上；所述主槽的底部連通副槽的頂部。
[0010]所述清洗機構(gòu)還包括閥門；所述副槽上設(shè)有上出口和下出口 ；所述副槽的上出口通過閥門連通噴嘴閥的進(jìn)水管路；所述副槽的下出口通過水泵連通噴嘴閥的進(jìn)水管路。
[0011]所述清洗機構(gòu)的副槽上還設(shè)有溢流口，溢流口的高度高于上出口的高度。
[0012]所述清洗機構(gòu)的副槽上還設(shè)有排液口，排液口的高度低于下出口的高度。
[0013]所述清洗機構(gòu)還包括單向閥；所述主槽的底部通過單向閥連通副槽的頂部。
[0014]所述烘干機構(gòu)包括通過風(fēng)管依次連通的熱風(fēng)泵、過濾器和風(fēng)刀組件；所述風(fēng)刀組件至少設(shè)有一組，風(fēng)刀組件包括設(shè)置在傳動機構(gòu)的烘干段上方和下方的風(fēng)刀。
[0015]采用了上述技術(shù)方案，本實用新型具有以下的有益效果:(1)本實用新型從傳動機構(gòu)的上料段上料，先經(jīng)過剝片段將金屬襯底與石墨烯薄膜分離，然后經(jīng)過沖洗、烘干后下料收集，結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)自動化去除生長基體、大面積無損轉(zhuǎn)移石墨烯薄膜的目的，保證轉(zhuǎn)移后石墨烯薄膜覆蓋完整，進(jìn)而達(dá)到批量生產(chǎn)石墨烯的目的。
[0016](2)本實用新型的傳動機構(gòu)通過一根傳動軸驅(qū)動所有傳動輥轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單，傳動輥實現(xiàn)了同步傳動，使樣品傳送更加穩(wěn)定。
[0017](3)本實用新型的傳動機構(gòu)的上料段的入口部分以及下料段的出口部分只設(shè)置支撐輥，這種結(jié)構(gòu)既便于上料、下料，又節(jié)約了成本。
[0018](4)本實用新型的剝離機構(gòu)的感應(yīng)器能夠感應(yīng)樣品上的金屬襯底，使金屬襯底的剝離更加精確。
[0019](5)本實用新型的清洗機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，能夠徹底洗凈剝離段殘留的電解液。
[0020](6)本實用新型的清洗機構(gòu)的副槽上的溢流口能夠防止副槽內(nèi)的液體溢出。
[0021](7)本實用新型的清洗機構(gòu)的副槽上的排液口便于清洗副槽。
[0022](8)本實用新型的主槽的底部通過單向閥連通副槽的頂部，這種結(jié)構(gòu)能夠防止副槽內(nèi)的液體直接流入主槽。
[0023](9)本實用新型的烘干機構(gòu)能夠使樣品的表面干燥。
【附圖說明】
[0024]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0025]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本實用新型的傳動機構(gòu)的傳動輥和支撐輥的位置示意圖。
[0027]圖3為本實用新型的剝離機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中未示出壓緊滾輪、壓緊驅(qū)動裝置和感應(yīng)器。
[0028]圖4為本實用新型的剝離機構(gòu)的感應(yīng)器安裝位置示意圖。
[0029]圖5為本實用新型的清洗機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖6為本實用新型的烘干機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]附圖中的標(biāo)號為:
[0032]機架1、傳動機構(gòu)2、傳動輥21、支撐輥22、剝離機構(gòu)3、基座31、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32、旋轉(zhuǎn)軸33、旋轉(zhuǎn)座34、升降馬達(dá)35、絲桿36、鎖緊氣缸37、夾具38、感應(yīng)器39、清洗機構(gòu)4、主槽41、噴淋組件42、噴嘴421、噴嘴閥422、副槽43、水泵44、閥門45、烘干機構(gòu)5、熱風(fēng)泵51、過濾器52、風(fēng)刀53、樣品6、金屬襯底61。
【具體實施方式】
[0033](實施例1)
[0034]見圖1至圖6，本實施例的用于轉(zhuǎn)移石墨烯時去除生長基體的裝置，包括機架1，以及安裝在機架I上的傳動機構(gòu)2、剝離機構(gòu)3、清洗機構(gòu)4和烘干機構(gòu)5。
[0035]傳動機構(gòu)2依次分為上料段、剝片段、噴淋沖洗段、烘干段和下料段。剝離機構(gòu)3、清洗機構(gòu)4和烘干機構(gòu)5的位置分別與傳動機構(gòu)2剝片段、噴淋沖洗段和烘干段相對應(yīng)。
[0036]傳動機構(gòu)2包括傳動馬達(dá)、傳動軸、錐齒輪、組合齒輪、直齒圓柱齒輪、傳動輥21和支撐輥22。傳動軸的一端固定在傳動馬達(dá)的輸出端上。錐齒輪、組合齒輪、直齒圓柱齒輪和傳動輥21為一組傳動輸出組件，該輸出組件設(shè)有多組。每組輸出組件中的錐齒輪均固定在傳動軸上。組合齒輪的一端設(shè)有與錐齒輪嚙合的錐齒，另一端設(shè)有與直齒圓柱齒輪嚙合的直齒。直齒圓柱齒輪固定在傳動輥21的一端。每組輸出組件中的傳動輥21的正下方均設(shè)有一根支撐輥22。傳動機構(gòu)2的上料段的入口部分以及下料段的出口部分只設(shè)置支撐輥22。
[0037]剝離機構(gòu)3包括基座31、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32、旋轉(zhuǎn)軸33、旋轉(zhuǎn)座34、升降馬達(dá)35、絲桿36、鎖緊氣缸37、夾具38、壓緊滾輪、壓緊驅(qū)動裝置和感應(yīng)器39。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32固定在基座31上，并驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸33轉(zhuǎn)動。旋