一、PDMS剥离转移法

       PDMS剥离转移法是利用黏弹性的PDMS高分子膜作为载体转移二维材料. 该方法无高分子旋涂且整个过程不接触任何溶液, 为易水解吸湿的二维材料转移提供了可能. 由于转移过程中材料不会受到毛细作用力的影响, 因此也减少了材料的褶皱、裂纹以及包裹溶液形成的微泡, 这为材料本征性能研究提供了方便。 利用PDMS高分子膜干法转移的装置及过程, 将PDMS高分子膜粘附在透明玻璃片上, 机械剥离二维材料, 然后将整个支撑体翻转悬空固定到XYZR四维可调节的悬臂上. 在光学显微镜下, 下降悬臂高度使PDMS高分子膜与含二维材料基底(SiO2/Si)充分接触按压, 然后慢慢提升支撑体实现二维材料与基底的剥离。PDMS薄膜的剥离速度快时吸附力较大, 二维材料被吸附在PDMS高分子膜表面; 反之剥离速度慢时吸附力较小, 二维材料更倾向于吸附到目标基底表面。

（1）PDMS干法转移设备：干法转移设备主要由显微成像系统、四维载玻片位移平台（XYZR）、五维衬底载物平台(XYRaβ)等装置组成如图（a）。

（a）

（2）PDMS干法转移过程：

(b)在PDMS上机械剥离二维材料;

(c) 将带有样品PDMS翻转;

(d) 样品与目标基底对准;

(e) 使样品与目标基底接触;

(f) 将PDMS从基底表面剥离;

(g) 样品被成功转移至目标基底;

(PDMS干法转移过程)

       PDMS干法转移的样品质量与转移成功率取决于目标基底表面的平整度和接触按压时压力的大小, 当基底表面具有原子级平整度时可以达到100%转移成功率, 而粗糙基底(形貌突变的表面)情况下转移成功率显著下降。我司对衬底载物平台对凸台表面进行了平整度特殊处理，极大地增加了转移的成功概率。

二、vdWs相互作用转移法

       利用二维材料之间的vdWs相互作用分步转移实现了h-BN/Graphene/h-BN三明治结构的构建. 相较于前面介绍利用PMMA或PDMS等作为载体的转移方法, vdWs相互作用转移法中石墨烯未与任何高分子接触, 最大程度地降低了有机残留物的吸附, 且不需要额外退火处理就可以得到平均载流子迁移率分别为20000和15000 cm2/(V·s)的双层或三层石墨烯器件。

（转移贴合前图片)

       黏性随温度改变的聚碳酸丙烯酯(poly-propylene carbonate, PPC)在转移中也发挥着重要的作用. PPC/PDMS组成的高分子薄膜载体在40 ℃时与二维材料有较强的粘附力, 可以将二维材料或其异质结从SiO2/Si基底上剥离, 而当温度升高到110 ℃时, 高分子薄膜发生软化从而降低其与二维材料的粘附力, 二维材料或其异质结又可以从薄膜表面脱落进而被转移到目标基底表面. 制作h-BN/Graphene/h-BN异质结的转移过程如下图所示, 首先将PDMS高分子薄膜用氧等离子体预处理去除低聚物进而增加其表面吸附力, 将其粘附于透明载玻片一端, 然后在PDMS薄膜表面旋涂一层PPC高分子薄膜, 烘干后把载玻片的另一端固定到显微操作平台上以备后续使用。 将SiO2/Si基底用氧等离子体处理, 这一处理过程可以增加其与二维材料之间的吸附力, 有利于剥离出较大面积的单层二维材料, 然后在基底表面机械剥离h-BN与石墨烯样品。将表面具有BN样品的SiO2/Si基底固定在样品台并在40 ℃温度下加热, 在光学显微镜下将高分子薄膜中心和BN样品对齐, 降低载玻片高度使PPC高分子薄膜与基底完全接触, 将温度短暂升高到55 ℃再降至40 ℃后抬高载玻片, 此时BN样品即从SiO2/Si基底表面剥离并吸附在PPC薄膜上. 然后, 将具有石墨烯样品的SiO2/Si基底固定在样品台并保持110 ℃下加热, 在光学显微镜下将基底上的石墨烯样品与PPC高分子薄膜表面的h-BN样品对齐, 降低操作平台使高分子薄膜与目标基底接触后缓慢撤离, 石墨烯即可从PPC高分子膜剥离而转移到SiO2/Si基底上形成h-BN/Graphene异质结. 重复以上步骤把h-BN/Graphene异质结吸附在PPC高分子薄膜表面后再转移到h-BN样品表面, h-BN/Graphene/h-BN三明治结构即构建完成。

(h-BN/Graphene/h-BN异质结的转移过程)

vdWs相互作用法转移制备h-BN/Graphene/h-BN异质结：(a) 透明玻璃/PDMS/PPC担体将h-BN从SiO2基底剥离; (b) 在110 ℃下将h-BN与石墨烯堆叠; (c) 将h-BN/Graphene从SiO2表面剥离; (d) 在110 ℃下将h-BN/Graphene与h-BN堆叠; (e) 成功制备h-BN/Graphene/h-BN异质结

       我司LMT-H系列高分辨二维材料转移系统是我司根据客户应用，自主研发的低维材料异质结器件转移产品，适用于石墨烯、硫化钼、黑磷等单层材料精确定点转移，以及多层范德华异质结的制备，实现了低维材料转移的可视化操作。转移系统由高分辨金相显微系统、精确控温系统、真空吸附系统、高精度四轴样品台及五轴衬底载物台等组成，目标衬底载物台可面内大角度旋转，是研究异质结特性、空间反演对称性破缺、以及二维材料不同堆叠方式影响的有力工具。