二维材料转移之探针辅助转移技术综述

在显微镜下用可控探针直接拾取—对准—释放2D薄片或功能结构，实现无聚合物支撑、无湿法腐蚀的转移与组装。

高稳定显微镜+高清相机、精密XYZ(含旋转)位移台、微动探针臂（钨针/改装针，尖端几十纳米—数十微米）。

界面洁净（无胶残留）、精准对位（适合复杂异质结）、可在惰性环境/真空配合退火，显著提升器件一致性与性能。

↑上图为划刻光刻法（scratching-lithography）制备晶圆级二硫化钼（MoS₂）单层的整个实验过程、原理以及结果

• 先在独立基底制备Au等电极，再整体“摘取”精准贴放到2D半导体（如Bi₂O₂Se）上，避免在脆弱薄膜上直接光刻/溅射。

• 亮点：绕开在 2D 薄膜上直写电极引入的胶残留与高能金属溅射损伤，降低接触势垒与寄生串扰；分离“制电极”和“接触界面”两环节，提升可重复性、可逆性与版图灵活度。

• 将生长于刚性基底的有机单晶/纳米线转移至柔性电路，绕开沉积损伤。

• 结构优化：在探针端缠金丝以增大接触面积并降低划伤风险；实现有机纳米线晶体管与阵列，空穴迁移率0.1–0.61 cm²·V⁻¹·s⁻¹，开关比>10⁴，并演示多级忆阻存储。

• 亮点：避免金属沉积对有机晶体的热/动能损伤与高漏电；突破柔性基底上直接生长/图形化难、对准难、良率低的问题；通过柔性探针端结构降低基底划伤与搬运破碎风险。

• 以超平Ag/Au薄膜作“范德华掩模”，探针切割成形并转移覆盖2D材料，承受等离子/腐蚀/退火等流程后可整体撕离、无残留。

• 分辨率示例：在Bi₂O₂Se上实现≈300 nm沟道；对半覆盖MoTe₂实现选择性刻蚀与清晰高度差，证明高保真保护与图形能力。

• 亮点：替代有机光刻胶，消除光刻残留与剥离二次污染；避免湿法工艺下边缘欠刻/过刻与掩模形变；在不接触化学溶剂的全干法流程中实现亚微米级图形，并可重复使用掩模降低成本。

多功能一体化：同一平台内完成划刻、搬运、异质堆叠与金属连线“微焊接”，显著缩短流程、提高试制效率。

结构/材料创新：缠金丝探针、液态金属黏附、超平金属掩模等，扩展适配材料与场景，提升“抓取力”与洁净度。

精度与洁净极限：亚微米/纳米级对准与组装日趋普及；惰性/真空环境配合原位加热退火，获得接近原子级洁净界面。

自动化与规模化：步进与视觉闭环实现批量轨迹加工；机器人系统在晶圆级2D膜转移上展示高良率与高通量，为产业化铺路。