專(zhuān)利名稱(chēng)：離子束流信號(hào)放大器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微納流器件與工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種離子束流信號(hào)放大器及其制造方法。
背景技術(shù)：
由于在納米孔道中的物質(zhì)會(huì)表現(xiàn)出與宏觀不同的新穎特性，因此基于納米孔道的各種納米器件在生物傳感、診斷和分離等方面都存在巨大的應(yīng)用前景。這些新奇的應(yīng)用源于一個(gè)非常簡(jiǎn)單的概念將單個(gè)分子穿過(guò)納米級(jí)孔道，能夠穿過(guò)納米孔道的分子就可以被探測(cè)到，從而實(shí)現(xiàn)傳感、診斷的功能，與不能穿過(guò)的分子實(shí)現(xiàn)分離的功能。納米孔道可以由無(wú)機(jī)固態(tài)、生物或者仿生材料組成。生物孔道是蛋白質(zhì)分子，提取大量的這種復(fù)雜的蛋白分子并使得他們?cè)谶m于工業(yè)用途的非正常生理環(huán)境下保持活性是 相當(dāng)困難的。與生物孔道相比，無(wú)機(jī)納米孔道耐用的多，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，相對(duì)的可以大量制備。比如，碳納米管，目前已經(jīng)可以大批量生產(chǎn)，關(guān)于其他材料的納米孔道的制備研究也在蓬勃開(kāi)展。但是利用生長(zhǎng)方法獲得的納米孔道尺寸控制、端口開(kāi)口、工藝復(fù)雜等難題使得大規(guī)模集成這些由碳納米管或者其他納米孔道的微納流器件還存在很多問(wèn)題。聚焦離子束(FIB,Focused Ion Beam)技術(shù)可以加工出孔徑均一的納米孔道,對(duì)于形成納米孔道陣列結(jié)構(gòu)提供了技術(shù)支持。流過(guò)納米孔道中的離子束流一般在PA量級(jí)，這個(gè)量級(jí)可能落在測(cè)量?jī)x器的誤差范圍內(nèi)(O. 1-lpA)，造成信噪比低，因此除了研發(fā)更高測(cè)量精度的科學(xué)裝備，如何在器件制備中利用放大器原理放大離子束流，提高信噪比是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)是在稱(chēng)為門(mén)極端子(相當(dāng)于雙極性晶體管的基極)上加電壓來(lái)控制漏極電流(相當(dāng)于雙極性晶體管的集電極電流)的電壓控制型的放大元件，常集成在器件中作為放大元件。當(dāng)DNA分子或者不同帶電的離子穿過(guò)納米孔道時(shí)(用來(lái)做DNA快速識(shí)別或者離子高效篩選)，納米孔道中的離子束流會(huì)發(fā)生變化，由于在納米尺度效應(yīng)作用下，分子或離子穿過(guò)管道的速度很快，引起管內(nèi)離子束流的變化也非?？欤延械姆糯笃鞯膸捦ǔＴ贙Hz范圍，很難響應(yīng)、分辨、記錄管內(nèi)電流變化，因此為了實(shí)現(xiàn)將納米管道內(nèi)電流快速變化記錄、放大，放大器的帶寬需要至少在MHz以上。石墨烯、硫化鑰、硒化鈮等二維晶體薄膜層，由于在某一維度受到納米尺度效應(yīng)的影響，具有新奇的物理化學(xué)特性。其中以石墨烯為例，石墨烯是由碳原子組成的極薄層狀材料，最薄可到單原子層，可利用化學(xué)氣相沉積，機(jī)械解理等特定條件制得，是一種零帶隙、半金屬的二維材料。石墨烯中的載流子運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)到光速的1/300，其電子遷移率實(shí)驗(yàn)測(cè)量值超過(guò)15000cm2/vs (載流子濃度n ^ 1013cnT2)，在10 100K范圍內(nèi)，遷移率幾乎與溫度無(wú)關(guān)。此外，石墨烯具有較低的載流子注入勢(shì)壘，熱力學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)。這些性質(zhì)是利用其形成帶寬在MHz以上場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的物理基礎(chǔ)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種帶寬在MHz以上的離子束流信號(hào)放大器及其制造方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種離子束流信號(hào)放大器，包括一支撐襯底及覆蓋于所述支撐襯底表面的二維晶體薄膜覆蓋層，在沿垂直支撐襯底與二維晶體薄膜覆蓋層接觸面的方向，具有一納米孔道，所述納米孔道沿垂直支撐襯底與二維晶體薄膜覆蓋層的接觸面的方向貫穿所述支撐襯底及二維晶體薄膜覆蓋層，所述納米孔道允許離子通過(guò)。進(jìn)一步，所述支撐襯底的材料選自于III-V族化合物半導(dǎo)體、II-VI族化合物半導(dǎo)體、IV族化合物半導(dǎo)體以及單質(zhì)半導(dǎo)體中的一種。進(jìn)一步，所述二維晶體薄膜覆蓋層材料選自于單層或多層石墨烯、硫化鑰、硒化鈮中的一種。一種上述的離子束流信號(hào)放大器的制備方法，包括以下步驟
(I)提供一支撐襯底，所述支撐襯底由晶體材料構(gòu)成；(2)在支撐襯底表面形成二維晶體薄膜覆蓋層；(3)利用離子束聚焦在沿垂直支撐襯底與二維晶體薄膜覆蓋層接觸面的方向形成納米孔道。可選地，步驟(2)進(jìn)一步包括如下方法
(21)提供一生長(zhǎng)襯底；(22)利用化學(xué)氣相沉積的方法在生長(zhǎng)襯底上制備二維晶體薄膜薄膜；(23)將生長(zhǎng)襯底置于生長(zhǎng)襯底的腐蝕液中，使二維晶體薄膜薄膜從生長(zhǎng)襯底上剝離并漂浮在液面上；(24)用支撐襯底的支撐面將二維晶體薄膜從溶液中撈起，二維晶體薄膜材料的表面張力使得二維晶體薄膜鋪展并吸附在支撐襯底上，從而在支撐襯底上形成二維晶體薄膜覆蓋層?？蛇x地，步驟(2)進(jìn)一步包括如下方法
(21)提供一石墨片；(22)將石墨片的兩面貼敷膠膜；(23)撕開(kāi)膠膜從而將石墨片一分為二 ；重復(fù)上述(22)、(23)步驟，使石墨薄片越來(lái)越薄，最終獲得石墨烯薄膜；(24)將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到支撐襯底上，從而在支撐襯底上覆蓋石墨烯薄膜覆蓋層。可選地，步驟(2)進(jìn)一步包括如下方法
(21)提供一生長(zhǎng)襯底；(22)利用化學(xué)氣相沉積的方法在生長(zhǎng)襯底上制備二維晶體薄膜；(23)在二維晶體薄膜上涂敷粘附層，形成粘附層與二維晶體薄膜的復(fù)合薄膜層；(24)將生長(zhǎng)襯底置于生長(zhǎng)襯底的化學(xué)腐蝕液中，使所述復(fù)合薄膜層從生長(zhǎng)襯底上剝離并漂浮在液面上；(25)將所述復(fù)合薄膜層壓印在支撐襯底上；(26)將粘附層去除，從而在支撐襯底上形成二維晶體薄膜覆蓋層。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，利用覆蓋支撐襯底表面的二維晶體薄膜覆蓋層形成的場(chǎng)效應(yīng)管(FET)效應(yīng)，其納米尺寸局域效應(yīng)使得這種二維晶體薄膜FET對(duì)于局域電子變化非常敏感，響應(yīng)帶寬可達(dá)到GHz量級(jí)。將穿過(guò)納米管道的離子束流微弱PA級(jí)信號(hào)放大數(shù)倍，提高測(cè)量信噪比。本發(fā)明對(duì)于實(shí)現(xiàn)各種高性能探測(cè)的微納半導(dǎo)體微流器件中的離子信號(hào)具有重要作用。


圖I所示為本發(fā)明離子束流信號(hào)放大器結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn) 圖2A 圖2F為本發(fā)明離子束流信號(hào)放大器的制備方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的離子流束信號(hào)放大器及其制備方法的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說(shuō)明。圖I所示為本發(fā)明離子束流信號(hào)放大器結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。參見(jiàn)圖I所示，離子束流信號(hào)放大器包括一支撐襯底I、二維晶體薄膜覆蓋層2及納米孔道3。所述支撐襯底I的材料選自于III-V族化合物半導(dǎo)體、II-VI族化合物半導(dǎo)體、IV族化合物半導(dǎo)體以及單質(zhì)半導(dǎo)體中的一種。所述二維晶體薄膜覆蓋層2覆蓋于所述支撐襯底I的表面，在本實(shí)施方式中，所述支撐襯底I與二維晶體薄膜覆蓋層2的接觸面的面積小于支撐襯底I表面的面積，當(dāng)然，若支撐襯底I與二維晶體薄膜覆蓋層2的接觸面的面積也可以等于支撐襯底表面的面積，在本發(fā)明中沒(méi)有具體限制。所述二維晶體薄膜覆蓋層2的材料選自于單層或多層石墨烯、硫化鑰、硒化鈮中的一種。在沿垂直支撐襯底與二維晶體薄膜覆蓋層接觸面的方向，一納米孔道3貫穿所述支撐襯底I及二維晶體薄膜覆蓋層2，所述納米孔道3允許離子通過(guò)。當(dāng)接觸面的面積小于支撐襯底I表面的面積時(shí)，所述納米孔道3可以但是不限于形成于支撐襯底I與二維晶體薄膜覆蓋層2接觸面的邊緣，如附圖I所示。 本發(fā)明離子束流信號(hào)放大器利用覆蓋支撐襯底表面的二維晶體薄膜覆蓋層形成的場(chǎng)效應(yīng)管(FET)效應(yīng)，其納米尺寸局域效應(yīng)使得這種二維晶體薄膜FET對(duì)于局域電子變化非常敏感，響應(yīng)帶寬可達(dá)到GHz量級(jí)。將穿過(guò)納米管道的離子束流微弱PA級(jí)信號(hào)放大數(shù)倍，提高測(cè)量信噪比。下面提供本發(fā)明所述方法的第一具體實(shí)施方式
，包括如下步驟步驟S10，提供一支撐襯底，所述支撐襯底由晶體材料構(gòu)成；步驟S11，提供一生長(zhǎng)襯底；步驟S12，采用化學(xué)氣相沉積的方法在生長(zhǎng)襯底上制備二維晶體薄膜層；步驟S13，將生長(zhǎng)襯底置于生長(zhǎng)襯底的腐蝕液中，使二維晶體薄膜從生長(zhǎng)襯底上剝離并漂浮在液面上；步驟S14，用支撐襯底的支撐面將二維晶體薄膜從溶液中撈起，二維晶體薄膜層材料的表面張力使得二維晶體薄膜鋪展并吸附在支撐襯底上，形成二維晶體薄膜覆蓋層；步驟S15，利用離子束刻蝕技術(shù)，將二維晶體薄膜覆蓋層加工為規(guī)則的條帶狀陣列結(jié)構(gòu)；步驟S16，利用聚焦離子束技術(shù)(FIB)，在沿垂直支撐襯底與二維晶體薄膜覆蓋層接觸面的方向制備納米孔道。步驟SlO中，所述支撐襯底的材料可以但不限于是III-V族化合物半導(dǎo)體、II-VI族化合物半導(dǎo)體、IV族化合物半導(dǎo)體以及單質(zhì)半導(dǎo)體中的一種。步驟Sll中，生長(zhǎng)襯底的材料的要求非常寬泛，很多常見(jiàn)的襯底材料，例如單晶硅、藍(lán)寶石、玻璃甚至于金屬襯底都可以滿足要求。步驟S12中，關(guān)于化學(xué)氣相沉積法的具體實(shí)施方式
屬于公知技術(shù)，此處不再詳細(xì)敘述。步驟S13中，腐蝕液會(huì)首先腐蝕二維晶體薄膜和生長(zhǎng)襯底的邊緣接觸部分，邊緣的二維晶體薄膜受到腐蝕后受到液體的浮力作用而與生長(zhǎng)襯底分離，促使腐蝕液進(jìn)一步向中心部分腐蝕，最終將兩者分離。步驟S14中，二維晶體薄膜層會(huì)漂浮在液面上，將支撐襯底從溶液中由下而上的撈起，自然會(huì)將二維晶體薄膜鋪展并吸附在支撐襯底上。步驟S15中，此步驟為可選步驟。關(guān)于離子束刻蝕技術(shù)的具體實(shí)施方式
屬于公知技術(shù)，此處不再詳細(xì)敘述。步驟S16中，關(guān)于FIB技術(shù)的具體實(shí)施方式
屬于公知技術(shù)，此處不再詳細(xì)敘述。接下來(lái)提供本發(fā)明所述方法的第二具體實(shí)施方式
，包括如下步驟步驟S20，提供一支撐襯底，所述支撐襯底由晶體材料構(gòu)成；步驟S21，提供一石墨片；步驟S22，將石墨片的兩面貼敷膠膜；步驟S23，撕開(kāi)膠膜從而將石墨片一分為二 ；步驟S24，重復(fù)步驟22、步驟23，使石墨薄片越來(lái)越薄，最終獲得石墨烯薄膜；步驟S25，用將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到支撐襯底上，從而在支撐襯底上覆蓋石墨烯薄膜覆蓋層；步驟S26，利用離子束刻蝕技術(shù)，將石墨烯薄膜覆蓋層加工為規(guī)則的條帶狀陣列結(jié)構(gòu)；步驟S27，利用FIB技術(shù)，在沿垂直支撐襯底與石墨烯薄膜覆蓋層接觸面的方向制備納米孔道。步驟S20與前一具體實(shí)施方式
相同，不再贅述。步驟S21中，所述石墨片的分子結(jié)構(gòu)是由呈六角形排列的單層原子層重疊構(gòu)成的 層狀結(jié)構(gòu)，可以作為采用物理法分離石墨烯的原料。步驟S22中，所述膠膜的材料是以聚乙烯為膠膜的基材，另一面復(fù)合有膠粘劑，SP普通所見(jiàn)的透明膠帶。步驟S23中，由于膠膜和石墨片之間的結(jié)合力大于石墨片層狀結(jié)構(gòu)之間的結(jié)合力，故可以將石墨片一分為二。步驟S24中，重復(fù)操作，石墨片越來(lái)越薄，當(dāng)膠膜表面的呈六角形排列的單層原子層的層數(shù)在數(shù)百層甚至更小時(shí)，即在膠膜表面通過(guò)物理分割的方法獲得了石墨烯材料。步驟S25中，由于半導(dǎo)體表面具有電荷的緣故會(huì)呈現(xiàn)親水性，容易吸附水及水合碳。當(dāng)達(dá)到步驟S24中所述情形時(shí)，膠膜表面粘附了數(shù)百層甚至更少層數(shù)時(shí)候，遠(yuǎn)離膠膜表面一側(cè)的石墨烯受到半導(dǎo)體表面的親水相互作用，這種親水相互作用導(dǎo)致的石墨烯與半導(dǎo)體表面結(jié)合力大于膠膜上石墨片層結(jié)構(gòu)之間的結(jié)合力，故可以將膠膜表面吸附的石墨烯轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體的表面。
具體實(shí)施方式
已屬于公知技術(shù)，非常成熟。步驟S26與S27與前一具體實(shí)施方式
相同，不再贅述，其中，步驟S26為可選步驟。接下來(lái)提供本發(fā)明所述方法的第三具體實(shí)施方式
，包括如下步驟步驟S30，提供一支撐襯底，所述支撐襯底由晶體材料構(gòu)成；步驟S31，提供一生長(zhǎng)襯底；步驟S32，選用化學(xué)氣相沉積的方法在生長(zhǎng)襯底上制備二維晶體薄膜；步驟S33，在二維晶體薄膜上涂敷粘附層，形成粘附層與二維晶體薄膜的復(fù)合薄膜層；步驟S34，將生長(zhǎng)襯底置于能夠腐蝕生長(zhǎng)襯底的化學(xué)腐蝕液中，使復(fù)合薄膜層從生長(zhǎng)襯底上剝離并漂浮在液面上；步驟S35，將復(fù)合薄膜層壓印在支撐襯底的支撐面上；步驟S36，將粘附層去除，從而在支撐襯底上形成二維晶體薄膜覆蓋層；步驟S37，利用離子束刻蝕技術(shù)，將二維晶體薄膜覆蓋層加工為規(guī)則的條帶狀陣列結(jié)構(gòu)；步驟S38，利用FIB技術(shù)，在沿垂直支撐襯底與二維晶體薄膜覆蓋層接觸面的方向制備納米孔道。步驟S30與步驟S32與第一具體實(shí)施方式
相同，不再贅述。步驟S33中，粘附層的材料可以是二甲基硅氧烷(PDMS)。步驟S34中，腐蝕原理請(qǐng)參考第一具體實(shí)施方式
中的步驟S13。步驟S35中，由于粘附層具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，起到了支撐作用，因此可以采用壓印的方法。步驟S36中，除去粘附層可以采用溶解或者選擇性腐蝕的方法，例如用酒精或丙酮等有機(jī)溶劑將PDMS材料溶解。步驟S37與步驟S38與第一具體實(shí)施方式
相同，不再贅述，其中步驟S37為可選步 驟。下面以GaN晶體作為支撐襯底，石墨烯作為二維晶體薄膜覆蓋層為例給出一實(shí)施例。步驟一，參考附圖2A，石墨烯薄膜制備選用化學(xué)氣相沉積的方法在生長(zhǎng)襯底100的表面制備石墨烯薄膜110，關(guān)于化學(xué)氣相沉積法的具體實(shí)施方式
屬于公知技術(shù)，此處不再詳細(xì)敘述。本步驟需要為化學(xué)氣相沉積工藝提供單獨(dú)的生長(zhǎng)襯底100。化學(xué)氣相沉積法的工藝能夠在生長(zhǎng)襯底100表面形成石墨烯薄膜，且此工藝對(duì)生長(zhǎng)襯底100材料的要求非常寬泛，很多常見(jiàn)的襯底材料，例如單晶硅、藍(lán)寶石、玻璃甚至于金屬襯底都可以滿足要求。所述石墨烯薄膜110也可以采用濕化學(xué)法生長(zhǎng)。步驟二，參考附圖2B，在石墨烯薄膜110上旋涂聚二甲基硅氧烷(PDMS)層130，由于PDMS有一定的粘性，可以粘附石墨烯薄膜層，并利用化學(xué)方法腐蝕石墨烯襯底，從而將石墨烯薄膜層從生長(zhǎng)襯底上剝離。例如將生長(zhǎng)襯底100置于能夠腐蝕生長(zhǎng)襯底的化學(xué)腐蝕液中，使石墨烯薄膜110與二甲基硅氧烷(PDMS)層130從生長(zhǎng)襯底100上剝離并漂浮在液面上。步驟三，GaN晶體的清洗用丙酮、酒精等有機(jī)溶劑清洗GaN晶體的表面。步驟四，參考附圖2C，將石墨烯薄膜110與PDMS層130構(gòu)成的復(fù)合薄膜層壓印在GaN晶體120表面。步驟五，參考附圖2D，用酒精或丙酮等有機(jī)溶劑將PDMS層130溶解，從而實(shí)現(xiàn)了石墨烯薄膜110到GaN晶體120上的轉(zhuǎn)移。步驟六，參考附圖2E，利用離子束刻蝕技術(shù)，將石墨烯薄膜覆蓋層110加工為規(guī)則的條帶狀陣列結(jié)構(gòu)。步驟七，參考附圖2F，利用聚焦離子束(FIB)技術(shù)，在沿垂直支撐襯底即GaN晶體120與條帶狀的石墨烯薄膜覆蓋層110接觸面的方向制備納米孔道140。下面以GaN晶體作為支撐襯底，石墨烯作為二維晶體薄膜覆蓋層為例為例給出另一實(shí)施例。步驟一，參考附圖2A，石墨烯薄膜制備選用化學(xué)氣相沉積的方法在生長(zhǎng)襯底100的表面制備石墨烯薄膜110，關(guān)于化學(xué)氣相沉積法的具體實(shí)施方式
屬于公知技術(shù)，此處不再詳細(xì)敘述。本步驟需要為化學(xué)氣相沉積工藝提供單獨(dú)的生長(zhǎng)襯底100?；瘜W(xué)氣相沉積法的工藝能夠在生長(zhǎng)襯底100表面形成石墨烯薄膜，且此工藝對(duì)生長(zhǎng)襯底100材料的要求非常寬泛，很多常見(jiàn)的襯底材料，例如單晶硅、藍(lán)寶石、玻璃甚至于金屬襯底都可以滿足要求。所述石墨烯薄膜110也可以采用濕化學(xué)法生長(zhǎng)。步驟二，直接將帶有石墨烯薄膜的生長(zhǎng)襯底置于能夠腐蝕生長(zhǎng)襯底的化學(xué)腐蝕液中，使石墨烯薄膜從生長(zhǎng)襯底上剝離并漂浮在液面上。步驟三,清洗GaN晶體的表面。步驟四，用GaN晶體將石墨烯薄膜從溶液中撈起,石墨烯材料的表面張力使得石墨烯薄膜鋪展并吸附在GaN晶體的表面，從而在GaN晶體表面形成石墨烯薄膜覆蓋層。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可 以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種離子束流信號(hào)放大器,其特征在于，包括一支撐襯底及覆蓋于所述支撐襯底表面的二維晶體薄膜覆蓋層，在沿垂直支撐襯底與二維晶體薄膜覆蓋層接觸面的方向，具有一納米孔道，所述納米孔道貫穿所述支撐襯底及二維晶體薄膜覆蓋層，所述納米孔道允許離子通過(guò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子束流信號(hào)放大器，其特征在于，所述支撐襯底的材料選自于III-V族化合物半導(dǎo)體、II-VI族化合物半導(dǎo)體、IV族化合物半導(dǎo)體以及單質(zhì)半導(dǎo)體中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子束流信號(hào)放大器，其特征在于，所述二維晶體薄膜覆蓋層材料選自于單層或多層石墨烯、硫化鑰、硒化鈮中的一種。
4.一種權(quán)利要求I中所述離子束流信號(hào)放大器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟·· (I)提供一支撐襯底，所述支撐襯底由晶體材料構(gòu)成；(2)在支撐襯底表面形成二維晶體薄膜覆蓋層；(3)利用離子束聚焦在沿垂直支撐襯底與二維晶體薄膜覆蓋層接觸面的方向形成納米孔道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)進(jìn)一步包括如下方法(21)提供一生長(zhǎng)襯底；(22)利用化學(xué)氣相沉積的方法在生長(zhǎng)襯底上制備二維晶體薄膜薄膜；(23)將生長(zhǎng)襯底置于生長(zhǎng)襯底的腐蝕液中，使二維晶體薄膜薄膜從生長(zhǎng)襯底上剝離并漂浮在液面上；(24)用支撐襯底的支撐面將二維晶體薄膜從溶液中撈起，二維晶體薄膜材料的表面張力使得二維晶體薄膜鋪展并吸附在支撐襯底上，從而在支撐襯底上形成二維晶體薄膜覆蓋層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)進(jìn)一步包括如下方法(21)提供一石墨片；(22)將石墨片的兩面貼敷膠膜；(23)撕開(kāi)膠膜從而將石墨片一分為二；重復(fù)上述(22)、(23)步驟，使石墨薄片越來(lái)越薄，最終獲得石墨烯薄膜；(24)將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到支撐襯底上，從而在支撐襯底上覆蓋石墨烯薄膜覆蓋層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)進(jìn)一步包括如下方法(21)提供一生長(zhǎng)襯底；(22)利用化學(xué)氣相沉積的方法在生長(zhǎng)襯底上制備二維晶體薄膜；(23)在二維晶體薄膜上涂敷粘附層，形成粘附層與二維晶體薄膜的復(fù)合薄膜層；(24)將生長(zhǎng)襯底置于生長(zhǎng)襯底的化學(xué)腐蝕液中，使所述復(fù)合薄膜層從生長(zhǎng)襯底上剝離并漂浮在液面上； (25)將所述復(fù)合薄膜層壓印在支撐襯底上；(26)將粘附層去除，從而在支撐襯底上形成二維晶體薄膜覆蓋層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種離子束流信號(hào)放大器，包括一支撐襯底及覆蓋于支撐襯底表面的二維晶體薄膜覆蓋層，在沿垂直支撐襯底與二維晶體薄膜覆蓋層接觸面的方向，具有一納米孔道，納米孔道貫穿支撐襯底及二維晶體薄膜覆蓋層，納米孔道允許離子通過(guò)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，利用覆蓋支撐襯底表面的二維晶體薄膜覆蓋層形成的場(chǎng)效應(yīng)管(FET)效應(yīng)，將穿過(guò)納米管道的離子束流微弱pA級(jí)信號(hào)放大數(shù)倍，提高測(cè)量信噪比。本發(fā)明對(duì)于實(shí)現(xiàn)各種高性能探測(cè)的微納半導(dǎo)體微流器件中的離子信號(hào)具有重要作用。
文檔編號(hào)H01L29/06GK102867851SQ20121032895
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者弓曉晶, 王建峰, 徐科, 劉爭(zhēng)暉, 徐耿釗 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所