【技术实现步骤摘要】
本申请涉及二维材料表征，特别是涉及一种观测二维材料单晶边界及缺陷的方法及系统、电子设备、存储介质。
技术介绍
1、二维材料在先进电子器件领域具有重要的应用前景。目前，受限于人工合成的二维材料还达不到大尺寸单晶的水平，在二维材料的制备过程中，通常需要控制晶种的生长程度，抑制不同单晶融合成多晶。
2、然而，由于二维材料生长过程中形核的位置和时间都是随机的，不同单晶融合仍可能发生。此外，随着单晶尺寸的增大，出现裂纹的概率也越来越高，单晶程度受损导致后续形成的二维器件的性能较差。
3、因此，如何快速且低成本表征人工二维材料单晶内部的裂纹和单晶融合边界，进而使用可靠的单晶区域提升二维器件的性能，是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、基于此，本申请实施例提供了一种观测二维材料单晶边界及缺陷的方法及系统、电子设备、存储介质，能够快速且低成本表征人工二维材料单晶内部的裂纹和单晶融合边界，进而使用可靠的单晶区域提升二维器件的性能。
2、根据一些实施例，本申请一方面提供了一种观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，包括以下步骤：
3、提供样品，样品包括衬底以及位于衬底上的二维材料层；
4、采用暗场显微镜观测样品，得到样品的光学图像；
5、筛选光学图像中的连续亮点围成的封闭区域，并提取出封闭区域中符合预设面积阈值的区域作为单晶区域；
6、若单晶区域内存在连续亮点，则二维材料层中的单晶区域存在缺陷。
7、本公开实施例
8、根据一些实施例，若单晶区域内存在光强小于单晶区域边界的连续亮点，则二维材料层中存在多个单晶区域的边界融合。
9、根据一些实施例，采用暗场显微镜观测样品，得到样品的光学图像包括以下步骤：
10、光源提供可见光作为入射光线；
11、入射光线从暗场显微镜中的物镜外以倾斜角度入射到样品，照射在样品的入射光线发生瑞利散射；
12、采用暗场显微镜中的光学信息接受设备收集散射光线，并采用暗场显微镜中的成像设备转换为光学照片。
13、根据一些实施例，光源还提供红光作为入射光线。
14、本公开实施例中，使用红光光源的设备可用于观测有光刻胶或其他光敏材料的二维样品，适用于更广泛的半导体合成、加工，集成电路设计、制造等场景。
15、根据一些实施例，封闭区域的形状为规则图形。
16、根据一些实施例，衬底包括平坦衬底；暗场显微镜包括落射式暗场显微镜。
17、根据一些实施例，本公开另一方面提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器和显示器。存储器用于存储计算机程序。处理器用于运行计算机程序以实现如前述实施例所述的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法。显示器用于输出处理器的处理结果。
18、本公开实施例中，电子设备所能实现的技术效果与前述实施例中的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法所能具有的技术效果相同，此处不再详述。
19、根据一些实施例，本公开又一方面提供了一种存储介质，存储有程序指令。程序指令被执行时实现如前述实施例所述的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法。
20、本公开实施例中，存储介质所能实现的技术效果与前述实施例中的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法所能具有的技术效果相同，此处不再详述。
21、根据一些实施例，本公开又一方面提供了一种观测二维材料单晶缺陷的系统，包括：图形算法模块、集成电路版图设计模块以及暗场显微镜。其中，图形算法模块被配置为：分析处理暗场显微镜的光学照片，并筛选出无缺陷的单晶区域；集成电路版图设计模块被配置为：基于无缺陷的单晶区域设计二维器件和集成电路。
22、本公开实施例中，人工合成二维材料样品可以基于暗场显微镜得到的光学照片，使用图形算法模块可以瞬时生成二维材料薄层的边界并筛选出可用于加工性能一致的二维器件的单晶区域。上述图像可进一步通过编程，瞬时生成集成电路版图设计模块适用的格式，基于已筛选出的可用区域设计二维器件和集成电路。
23、根据一些实施例，本公开又一方面提供了一种观测二维材料单晶缺陷的系统，包括：二维材料制备装置以及嵌入二维材料制备装置的暗场显微镜。
24、本公开实施例中，暗场显微镜嵌入二维材料制备装置，可以实时动态观测二维晶体形核、生长、融合等过程，这样，可以为二维晶体学基础性研究提供直接的晶体生长与单晶融合形成边界的实验数据和理论分析依据。如此，实验数据可进一步指导高质量、大面积、单晶二维材料的可控生长与合成。
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1.一种观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，其特征在于，若所述单晶区域内存在光强小于所述单晶区域边界的连续亮点，则所述二维材料层中存在多个所述单晶区域的边界融合。
3.如权利要求1所述的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，其特征在于，所述采用暗场显微镜观测所述样品，得到所述样品的光学图像包括：
4.如权利要求3所述的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，其特征在于，所述光源还提供红光作为入射光线。
5.如权利要求1所述的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，其特征在于，所述封闭区域的形状为规则图形。
6.如权利要求1所述的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，其特征在于，所述衬底包括平坦衬底；所述暗场显微镜包括落射式暗场显微镜。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
8.一种存储介质，存储有程序指令，其特征在于，
9.一种观测二维材料单晶边界及缺陷的系统，其特征在于，包括：
10.一种观测二维材料单晶边界及缺陷的系
...【技术特征摘要】
1.一种观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，其特征在于，若所述单晶区域内存在光强小于所述单晶区域边界的连续亮点，则所述二维材料层中存在多个所述单晶区域的边界融合。
3.如权利要求1所述的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，其特征在于，所述采用暗场显微镜观测所述样品，得到所述样品的光学图像包括：
4.如权利要求3所述的观测二维材料单晶边界及缺陷的方法，其特征在于，所述光源还提供红光作为入射光线。
5.如权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王程，魏子衿，王蔓，许秋彤，林进威，王群升，罗庇荣，叶巍翔，贾原，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：
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