[发明专利]一种测试低维材料不同方向应变的装置及方法

说明书

本发明提供的一种测试低维材料不同方向应变的装置及方法，将低维材料转移到装置的柔性衬底上，再将柔性衬底固定在支撑板上，通过测试装置中心的旋转支撑件对衬底和材料施加单轴应变，然后通过旋转衬底的角度，改变应变方向，可以实现对低维材料不同方向应变测试。同时本发明的测试装置可以和激光共聚焦显微拉曼光谱仪结合使用，可以实时对材料的拉曼和光致发光光谱进行测试。

技术领域

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种测试低维材料不同方向应变的装置及方法。

背景技术

自2004年单层石墨烯被成功剥离后，石墨烯的高电子迁移率，较高的热导率等性质使其在光电领域具有很大的发展空间和潜力，以石墨烯为主的低维材料已成为材料，物理，化学等研究领域的研究热点。

薄的低维材料除了具有良好的光电特性之外，还有很好的韧性，以及各向异性。目前已有研究超薄黑磷在单轴应变下各向异性拉曼响应，采用两点弯曲法，在特定方向上提供的单轴应变，此测试方法使用的装置较复杂，且无法改变方向。另一种利用夹具测试低维材料的应变性能，过程是：先将材料转移在PI(聚酰亚胺)衬底上，再将PI衬底装在夹具上，通过缩小夹具的距离施加应变，此装置在加载应变的时，确定了施加方向时，便不可改变。还有一种方法是把WSe₂转移在不同热膨胀系数的衬底上，观察到当材料受到0.2％至1％范围的应变，材料的带隙改变。该方法利用不同材料的热膨胀系数不同，对衬底加热从而对材料施加应变，此方法对衬底的类型规格要求比较高，应变大小的计算也比较麻烦。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一一种测试低维材料不同方向应变的装置及方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供的一种测试低维材料不同方向应变的装置包括：柔性衬底1、支撑板2、可拆卸固定件3以及旋转支撑件4；

支撑板2中心位置设置有通孔，柔性衬底1外围一圈设置有通孔，柔性衬底1放置在支撑板上，在支撑板2的中心位置两侧设置有对称的通孔，该通孔与柔性衬底外围的对应的两个通孔重合，可拆卸固定件通过支撑板上对称的通孔将柔性衬底固定在支撑板上，旋转支撑件从支撑板2的背面穿过中心位置的通孔支撑柔性衬底1，以对柔性衬底上的低维材料施加应变。

可选的，可拆卸固定件包括螺丝及与螺丝配合的螺母，螺钉，旋转支撑件包括旋转螺丝、手动线性Z轴方向定位器。

其中，支撑板包括：亚克力支撑板。

其中，柔性衬底1为圆形。

第二方面，本发明提供的一种测试低维材料不同方向应变的方法，使用第一方面的测试低维材料不同方向应变的装置，测试方法包括：

获得低维材料；

将低维材料转移到聚二甲基硅氧烷PDMS载体上；

将携带有低维材料的PDMS载体放置在柔性衬底上，以使携带有低维材料PDMS载体的中心与柔性衬底中心重合；

将柔性衬底转动不同的角度，并固定在支撑板上以改变低维材料施加应变的方向；

在不同的转动角度下，旋转从支撑板的背面穿过中心位置通孔的旋转支撑件至不同程度，以使柔性衬底发生应变带动低维材料发生应变；

在各个旋转角度以及旋转支撑件的不同程度下，对低维材料进行Raman和PL测试；

根据在各个转动角度以及不同程度的旋转角度下，低维材料的应变状态，计算低维材料所受的应变。

可选的，将携带有低维材料的PDMS载体放置在柔性衬底上包括：

使用载玻片，将携带有低维材料的PDMS载体放置在柔性衬底。