在当代科学研究与工业实践的交汇点上，新型材料以其独特的物理属性、化学特性和电子行为，正日益成为引领技术创新、推动产业革命的核心驱动力。这些材料不仅拓展了我们对物质世界的认知边界，更在多个关键领域展现出前所未有 的应用潜能，为人类社会的进步注入了强大的动力。
然而，要充分发挥这些新型材料的潜力，精确的制备和表征技术至关重要。制备技术的不断创新和完善，使得我们能够制备出具有特定结构和性能的材料；而表征技术的发展，则为我们提供了深入了解材料性质、优化材料性能的有力工具。通过制备和表征技术的紧密结合，我们能够更好地挖掘新型材料的潜力，推动其在各个领域的应用和发展。
01 先进材料的功能化器件制备
在各类先进材料器件制备技术领域，以二维材料为代表的功能化器件制备是一个复杂的过程，它涉及到材料的合成、加工和集成等多个步骤。由于二维材料对环境的敏感性，整个制备过程需要在严格的控制环境下进行。例如，石墨烯和过渡金属硫化物（TMDs）等材料容易与空气中的氧气和水蒸气发生反应，这不仅会影响材料的电子性质，还可能降低器件的性能。因此，使用手套箱来提供一个无尘、无氧或低氧的环境，对于保护材料免受环境因素的影响至关重要。
02真空互联技术的优势
为了解决上述挑战，托托科技联合安徽外延科技有限公司提出了一种基于“真空互联” 的一站式解决方案。该方案将外延真空设备、微纳加工和表征设备集成于一体，确保器件在制备和表征的全过程中处于“无氧无水” 的环境。
03系统集成后的优势
（1）提高材料质量
通过减少与环境的接触，可以避免材料在制备过程中的污染和氧化。
（2）增强器件性能
在受控环境中制备的器件，其性能更加稳定和可靠。
（3）提升研发效率
一站式解决方案简化了从生长到表征的整个流程，缩短了研发周期。
04关键技术和设备
（1）磁控溅射-手套箱互联系统
——产品特点
①磁控主腔
超高真空腔体，3-5 个全金属密封靶，可以调靶基距，激光加热，全自动工艺
②预进样腔
带样品等离子体清洗以及样品停车场
——技术参数
用于表征器件材料的光学、电学、磁性等物性特征。
（2）脉冲激光沉积系统
——产品特点
①靶设计
靶位精确重复定位控制提高薄膜制备质量，独特的靶托设计解决真空中轴承易损坏难题
②加热设计
红外激光加热解决了电阻加热器加热丝易断的难题
③腔体设计
精心设计的腔体结构及布局，无RHEED亦可制备高质量的外延薄膜
——技术参数
（3）激光分子束外延系统
——产品特点
①真空主腔
真空腔体，包含原位激光能量监测系统、真空获取和测量系统、样品台和激光加热系统、六靶位扫描靶台系统、气路、系统支撑台和激光入口光路档板控制系统
②预进样腔
圆柱形真空腔体，包含真空泵、观察窗口、主腔互联口、磁力传样杆等
③外接装置
原位激光能量监测系统、Torr-RHEED、激光器、控制和辅助系统、可升级高通量
——技术参数
（4）光电探针台
TuoTuo Technology
——产品特点
可轻松集成到手套箱系统，采用全自动化设计，移动样品、样品聚焦采用电动化设计，系统配置高性能激光器，可轻松实现器件光电性能测试、光电流扫描 mapping。
——技术参数
（5）多功能3D显微镜
TuoTuo Technology
——产品特点
集成了先进光学技术和精密工艺的多功能设备，旨在满足广泛的科研需求。该系统融合了景深融合和景深延拓以及纳米级的3D 形貌量测功能，具有高效、精确、灵活等特点，适用于多种应用场景。
——技术参数
（6）无掩膜光刻设备
TuoTuo Technology
——产品特点
步进式光刻；多镜头电动切换；精准套刻；无需掩膜版，极致的灵活性；配置指引光，所见即所得
——技术参数
05公司介绍
安徽外延科技有限公司（外延科技）是一家专注于薄膜外延设备研发和应用的高科技企业。公司坐落于合肥市蜀山区科大硅谷——科里科气科创驿站。外延科技在真空镀膜技术、镀膜工艺、薄膜材料物性计算、自动化和智能化控制、人工智能、大数据及真空精密机械等方面具有丰富的经验。团队成员为来自中国科学技术大学、中国科学院、苏州高等研究院等国内外知名院校的博士专家。
06合作公司介绍
托托科技（苏州）有限公司是一家快速成长的技术驱动型企业，是专注于科研市场的光学设备制造厂商。公司目前拥有无掩膜板光刻设备、磁学产品，多模态光电显微镜、超高精度 3D 光刻产品，3D显微镜五个核心产品线，已经形成了集设计、研发、制造、销售及客户咨询服务为一体的高科技企业，致力于给客户提供全方位的技术支持，以高端技术和细致设计造就卓越品质，以耐心服务和企业担当赢得良好口碑。
07展望
随着二维材料研究的不断深入，我们可以预见到这些材料将在未来的电子和光电领域中扮演更加重要的角色。通过持续优化制备和表征技术，我们可以进一步提高材料的性能，开发出更多创新的器件和应用。此外，随着真空互联技术的发展，我们可以期待实现更大规模的集成和更复杂的器件结构，从而推动整个行业的进步。
二维材料的制备和表征是实现其广泛应用的关键步骤。通过采用手套箱和真空互联技术，我们可以有效地保护材料免受环境因素的影响，确保器件的高性能和高可靠性。外延科技和托托科技提供的一站式解决方案，为二维材料的研究和应用提供了一个高效、可靠的平台，预示着在这一激动人心的研究领域中，更多的突破和创新即将到来。
