[发明专利]一种连续制备二维纳米薄膜的设备

说明书

本发明专利申请是中华人民共和国国家知识产权局受理的申请号：201210095936.8，申请日：2012年04月02日，申请人：徐明生，发明名称：一种连续制备二维纳米薄膜的设备的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种二维纳米薄膜制备的设备，特别涉及一种连续制备二维纳米薄膜的设备。

背景技术

二维纳米薄膜是指具有二维平面特征的一类新材料，也称为二维层状材料或二维晶体。二维层状材料中最典型的是2004年发现的石墨烯薄膜[Science306,666(2004),Nature438,197(2005)]；在这之前的理论研究认为二维材料由于热力学不稳定从而不可能在现实中存在的“Morethan70yearsago,LandauandPeierlsarguedthatstrictly2Dcrystalswerethermodynamicallyunstableandcouldnotexist”（NatureMaterials6,183-191(2007)）。形成二维纳米薄膜的层（厚度为原子层量级）与层之间的作用力是范德瓦耳斯力(vanderWaals'force)(NatureMaterials6,183(2007))。“薄膜”材料可以是由“零维”的纳米点（量子点）组成，可以由“一维”纳米线、纳米管组成，亦可是具有“二维结构”的材料组成。

二维纳米薄膜不同于常规的薄膜（参见图6和图7），图6是常见的几种二维纳米薄膜的结构特征以及相应的SEM像，图6的(a)-(c)图分别为石墨烯(NatureMaterials6,183(2007))、MoS₂(NatureNanotechnology6,147(2011))和h-BN(PhysicaScriptaT146,014006(2012))的结构模型图，(d)图是在铜催化层上合成的石墨烯(Science324,1312(2009))，插图为转移到SiO₂上的石墨烯，(e)图为合成单层(1L)、双层(2L)、四层(4L)、六层(6L)的MoS₂以及MoS₂体材料(NanoLetters10,1271(2010))，(f)图为合成的h-BN薄膜(Nanoscale3,2854(2011))。图6的(a)-(f)图所示的薄膜都呈层状结构。图7是常规纳米薄膜的典型SEM图像，图7的(a)-(b)图为硫化镉CdS[JournalofPhysics:ConferenceSeries276,012187(2011)]，(c)-(d)图为碲化锌ZnTe[STRUCTURALANDOPTICALPROPERTIESOFZnTeTHINFILMS,T.Potlog等],(e)-(f)图为CdTe薄膜[J.Semicon.30,053001(2009)]。从图7的(a)-(f)图（特别是(b)和(c)图的断面SEM图像），可以很明显地看出这些纳米薄膜呈现不规则的纳米颗粒或柱状结构，而不是如图6所示的一层一层叠加的二维结构。

常规的薄膜的厚度可以在纳米尺寸范围，但不存在层状的结构，没有二维结构特征以及二维的光电等特性。薄膜结构不同导致制备薄膜的设备不同，设备是为特定的目标而设计、制造。