本发明涉及微纳制造，尤其涉及一种基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置及方法。
背景技术：
1、二维材料，如石墨烯、过渡金属硫化物（tmds）等，因其独特的电学、光学和力学性质，已成为前沿科学研究和未来半导体产业的核心材料。将不同种类的二维材料以特定转角堆叠形成范德华异质结，能够产生诸如超导、莫特绝缘体等新奇物理现象，是构筑新型光电器件的基础。然而，制备高质量、无污染、无气泡的范德华异质结，尤其是实现层间最终几个微米尺度的精密贴合，一直是该领域面临的关键技术挑战。
2、目前实现二维材料精密贴合的技术路径主要分为以下几类：机械螺杆和微分头驱动方案：这是最传统和普及的方案。其通过旋转精密螺杆或微分头，利用螺纹传动将旋转运动转换为直线运动，推动一个承载样品的平台缓慢靠近另一个固定平台。该方案通常依赖于手动操作或步进电机驱动，位移分辨率在微米级，为实现纳米级逼近，常需结合杠杆或减速机构。压电陶瓷驱动方案：此为当前的高精度主流方案。其利用压电陶瓷的逆压电效应，在施加电压时产生微小形变的特性。通过堆叠或多层结构，压电致动器可在纳米分辨率下提供位移。该方案通常需要搭配应变片或电容传感器构成闭环控制系统，以补偿其固有的非线性（如迟滞、蠕变），从而实现精确的位移定位。
3、上述现有技术方案在实现二维材料的终极贴合时，均存在难以克服的内在缺陷：其中，机械螺杆和微分头驱动方案的缺陷在于：机械传动存在不可避免的摩擦和间隙，在运动启停及方向转换时易产生“粘滑”现象，引入微米甚至纳米级的振动与冲击，极易损伤脆弱的二维材料或产生褶皱，其位移本质上是离散的“阶跃式”逼近，难以实现真正连续的“蠕变”式贴合；同时，其为点驱动或小面积驱动，难以保证贴合压力在整个界面（通常为几十微米）上的均匀性，易导致气泡残留，同时手动操作依赖经验，重复性差；而实现高精度的电动控制系统复杂，且无法从根本上解决机械传动本身的缺陷。压电陶瓷驱动方案的缺陷在于：压电陶瓷的迟滞和蠕变效应严重，开环控制精度差，必须依赖高精度传感器和复杂的闭环控制算法进行实时补偿，系统复杂，成本高昂；尽管位移分辨率高，但压电陶瓷驱动本质上是刚性的，在接触瞬间，若无极高带宽和灵敏度的力反馈系统，极易因微小的过冲（overshoot）而对二维材料施加瞬时过大压力，造成损伤；大行程、高精度的压电平台价格极为昂贵。为弥补行程不足，常采用步进电机粗定位+压电陶瓷精定位的串联方案，但这反而增加了系统的复杂度、体积和累积误差，并未解决接触瞬间的刚性冲击问题。
4、综上所述，现有技术的内在缺陷可归结为：在最终贴合阶段，驱动方式的“刚性”和“离散性”与二维材料所需的“柔性”、“均匀性”和“无扰动”要求存在根本矛盾，无论是机械还是压电驱动，都难以避免在接触瞬间引入微小的振动、冲击或压力集中，从而导致二维材料界面质量下降。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置及方法，旨在解决现有技术在进行二维材料贴合时，会在接触瞬间引入微小的振动、冲击或压力集中，从而导致二维材料界面质量下降的问题。
2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置，包括基座、第一精密位移台、热沉、tec模块、样品台、第二精密位移台和夹具；
3、所述第一精密位移台设置在所述基座顶部，所述热沉设置在所述第一精密位移台顶部，所述tec模块设置在所述热沉内部，所述样品台设置在所述热沉顶部，所述样品台顶部具有圆形凸台，所述圆形凸台上设有真空吸附孔道，所述第二精密位移台设置在所述基座顶部，所述夹具设置在所述第二精密位移台上。
4、其中，所述基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置还包括水冷管道；所述水冷管道设置在所述热沉侧边。
5、其中，所述基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置还包括温度传感器；所述温度传感器设置在所述圆形凸台内部。
6、其中，所述tec模块包括标准tec单元和耐高温tec单元；所述标准tec单元设置在所述热沉内部，所述标准tec单元的热端与所述热沉接触；所述耐高温tec单元设置在所述标准tec单元顶部，所述耐高温tec单元的热端和所述标准tec单元的冷端贴合，所述耐高温tec单元的冷端通过导热硅脂与所述样品台底面贴合。
7、其中，所述样品台和所述圆形凸台均采用20%石墨烯掺杂的ptfe复合材料制成，其有效热变形长度l为12.5mm，其位移量δl与温差δt满足关系：δl = l×α×δt，其中α为复合材料的热膨胀系数，所述热膨胀系数α为80×10-6/℃，每1℃温升产生的位移为1μm。
8、第二方面，本发明还提供了一种基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移方法，包括：
9、将一个二维材料样品通过真空吸附固定在圆形凸台上，将需要转移的另一个二维材料样品通过热释放胶pdms装夹在夹具上；
10、操作第一精密位移台和第二精密位移台，在显微镜下完成两个二维材料样品的初步宏观对准；
11、控制软件根据目标位移量和期望的贴合速度，计算出所需的温升和升温速率；
12、控制tec模块按照计算的温升速率升温至目标温度，此过程中，样品台和圆形凸台产生垂直方向上的位移，实现两个二维材料样品的无振动贴合；
13、两个二维材料样品贴合完成后，控制tec模块降温，样品台和圆形凸台收缩复位，准备进行下一次操作。
14、本发明的一种基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置及方法，将一个二维材料样品通过真空吸附固定在所述圆形凸台上，将需要转移的另一个二维材料样品通过热释放胶pdms装夹在所述夹具上；操作所述第一精密位移台和所述第二精密位移台，在显微镜下完成两个二维材料样品的初步宏观对准；控制软件根据目标位移量和期望的贴合速度，计算出所需的温升和升温速率；控制所述tec模块按照计算的温升速率升温至目标温度，此过程中，所述样品台和所述圆形凸台产生垂直方向上的位移，实现两个二维材料样品的无振动、无冲击的“热蠕变”式贴合，由于是整体膨胀，贴合压力在整个接触面上均匀分布，有效排出界面气体；达到目标温度后，系统维持该温度10-60秒（保压时间可设），以确保贴合充分；两个二维材料样品贴合完成后，通过第二精密位移台缓慢抬升夹具，使上层样品与下层样品分离，而后可通过显微镜观察样品贴合情况，确认正确贴合后，控制tec模块降温，所述样品台和所述圆形凸台收缩复位，准备进行下一次操作。通过上述方式，解决了现有技术在进行二维材料贴合时，会在接触瞬间引入微小的振动、冲击或压力集中，从而导致二维材料界面质量下降的问题。
1.一种基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置，其特征在于，
2.如权利要求1所述的基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置，其特征在于，
3.如权利要求1所述的基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置，其特征在于，
4.如权利要求1所述的基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置，其特征在于，
5.如权利要求1所述的基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置，其特征在于，
6.一种基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移方法，应用于如权利要求1-5任意一项所述的基于石墨烯ptfe复合材料的热致变形转移装置，其特征在于，包括：