TW201939567A - 透射電鏡微柵及透射電鏡微柵的製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種透射電鏡微柵，所述透射電鏡微柵包括一多孔氮化矽基底和一設置於多孔氮化矽基底表面的石墨烯層，所述多孔氮化矽基底具有複數通孔，所述石墨烯層覆蓋所述多孔氮化矽基底的複數通孔並在所述複數通孔的位置懸空。本發明還涉及一種透射電鏡微柵的製備方法。

Description

透射電鏡微柵及透射電鏡微柵的製備方法

本發明涉及一種透射電鏡微柵及透射電鏡微柵的製備方法。

在透射電子顯微鏡中，微柵是用於承載粉末樣品，進行透射電子顯微鏡高分辨像（HRTEM）觀察的重要工具。隨著奈米材料研究的不斷發展，微柵在奈米材料的電子顯微學表徵領域的應用日益廣泛。先前技術中，該應用於透射電子顯微鏡的微柵通常是在銅網或鎳網等金屬載體上覆蓋一層多孔有機膜，再蒸鍍一層非晶碳膜製成的。然，在實際應用中，在觀察奈米級顆粒的透射電鏡高分辨像時，微柵中的非晶碳膜較厚，襯度雜訊較大，對奈米級顆粒的透射電鏡成像解析度的提高影響很大，尤其是對於尺寸小於5奈米的顆粒。

有鑑於此，確有必要提供一種對於奈米級顆粒，更容易獲得透射電鏡高分辨像的透射電鏡微柵及其製備方法。

一種透射電鏡微柵，該透射電鏡微柵包括一多孔氮化矽基底和一設置於多孔氮化矽基底表面的石墨烯層，所述多孔氮化矽基底具有複數通孔，所述石墨烯層覆蓋所述多孔氮化矽基底的複數通孔並在所述複數通孔的位置懸空。

一種透射電鏡微柵的製備方法，其具體包括以下步驟：提供一基底，在所述基底的表面形成一石墨烯層；將一奈米碳管膜結構覆蓋於所述基底形成有石墨烯層的表面；用腐蝕液去除所述基底，將所述石墨烯層與所述奈米碳管膜結構形成的石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構置於一清洗液清洗；提供一多孔氮化矽基底，所述多孔氮化矽基底具有複數通孔，利用所述多孔氮化矽基底從清洗液中撈起所述石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構，使所述石墨烯層與所述多孔氮化矽基底貼合併覆蓋所述複數通孔；去除所述奈米碳管膜結構，所述石墨烯層轉移至所述多孔氮化矽基底的表面，並在所述複數通孔的位置懸空，形成一透射電鏡微柵。

與先前技術相比，本發明利用一奈米碳管膜結構將一石墨烯層轉移至一多孔氮化矽基底的表面而得到一透射電鏡微柵，轉移後的石墨烯乾淨、無破損、完整度高；並且石墨烯層具有極薄的厚度，在透射電鏡觀察中產生的襯度雜訊較小，從而可獲得解析度較高的透射電鏡照片。

以下將結合附圖及具體實施例詳細說明本發明提供的透射電鏡微柵及透射電鏡微柵的製備方法。

請一併參閱圖1，本發明實施例提供一種透射電鏡微柵10，其包括一多孔氮化矽基底101和一設置於多孔氮化矽基底表面的石墨烯層102，所述多孔氮化矽基底101具有複數通孔103，所述石墨烯層102覆蓋所述多孔氮化矽基底的複數通孔103且在該複數通孔103的位置部分懸空。

所述多孔氮化矽基底101的厚度為50奈米~200奈米；所述通孔103的形狀不限，可為圓形、四邊形、六邊形、八邊形或橢圓形等，所述通孔103的孔徑及孔間距不限，優選地，所述通孔103的孔徑為0.1微米~100微米。所述石墨烯層102作為支持膜用於承載待測樣品，該石墨烯層102為由單層或多層石墨烯組成的一連續的一體結構，優選地，所述石墨烯層102中石墨烯的層數為1~3層，從而使所述透射電鏡微柵10具有更好的襯度。

所述透射電鏡微柵10進一步包括一襯底104，所述襯底104用於支撐及保護所述多孔氮化矽基底101，所述襯底104具有一貫穿該襯底104的窗口105，所述多孔氮化矽基底101設置於該襯底104的表面，所述多孔氮化矽基底101的具有複數通孔103的部分設置於所述襯底104的窗口105，也就是說，所述多孔氮化矽基底101的具有複數通孔103的部分在所述襯底101的窗口105懸空。所述襯底104可為一矽襯底，所述襯底104的厚度為100微米~500微米。所述窗口105的形狀不限，可為正方形、圓形等，所述窗口105的尺寸為20微米~100微米。

本發明提供的透射電鏡微柵具有以下優點：其一，透射電鏡微柵的樣品支持膜為一石墨烯層，該石墨烯層具有極薄的厚度，單層石墨烯的厚度約0.335奈米，在透射電鏡觀察中產生的襯度雜訊較小，從而有利於獲得解析度較高的透射電鏡照片；其二，由於該石墨烯層為一連續的一體結構，其表面平整，不會產生明顯的縫隙，有利於對待測樣品的觀察；第三，與傳統的金屬網柵相比，多孔氮化矽基底具有熔點高、化學惰性強、強度高等優點，可適用於不同條件下的透射電鏡觀察實驗。

請一併參閱圖2，本發明實施例還提供一種透射電鏡微柵的製備方法，其具體包括以下步驟： S1，提供一基底106，所述基底106表面形成有石墨烯層102； S2，將一奈米碳管膜結構107覆蓋於所述基底106形成有石墨烯層102的表面； S3，用腐蝕液去除所述基底106，並將所述石墨烯層102與所述奈米碳管膜結構107形成的石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構置於一清洗液清洗； S4，提供一多孔氮化矽基底101，所述多孔氮化矽基底101具有複數通孔103，利用所述多孔氮化矽基底101從清洗液中撈起所述石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構，使所述石墨烯層102與所述多孔氮化矽基底101貼合併覆蓋所述複數通孔103； S5，去除所述奈米碳管膜結構107，所述石墨烯層102轉移至所述多孔氮化矽基底101的表面，並在所述複數通孔103的位置懸空，形成一透射電鏡微柵101。

以下將詳細說明步驟S1~S5。

步驟S1中，提供一基底106，所述基底106表面形成有石墨烯層102。

所述基底106主要作為石墨烯層生長和穩定存在的載體，其本身具有一定的穩定性，但可以籍由化學方法或物理方法去除。所述基底106根據不同的應用可選用金屬材料、合金材料等，具體地，所述基底106可為銅箔、鎳箔或銅鎳合金等。

可以籍由各種方法如化學氣相沉積法在所述基底106表面形成所述石墨烯層102。所述石墨烯層102為一連續的一體結構，所述石墨烯層中石墨烯的層數不限，可為單層或多層，優選為1~3層。

本實施例中，所述基底106為一銅箔，並籍由化學氣相沉積法在所述銅箔表面生長得到一石墨烯層102，所述石墨烯層102為單層石墨烯。請一併參閱圖3，為生長於銅箔表面的單層石墨烯的光學顯微鏡照片。

步驟S2中，將一奈米碳管膜結構107覆蓋於所述基底106形成有石墨烯層102的表面。

所述奈米碳管膜結構107為一自支撐結構，由至少兩層奈米碳管膜交叉層迭設置而成，可以理解，所述奈米碳管膜的層數越多，所述奈米碳管膜結構107的透光性越弱而透明度越低，優選地，所述奈米碳管膜結構107由兩層奈米碳管膜交叉層迭設置而成。所述奈米碳管膜包括複數籍由凡得瓦力首尾相連且沿同一方向延伸的奈米碳管，該複數奈米碳管的延伸方向基本平行於所述奈米碳管膜的表面，相鄰奈米碳管膜中的奈米碳管的延伸方向形成一夾角α，0°＜α≤90°。

所述奈米碳管膜為直接從一奈米碳管陣列中拉取獲得，其具體包括下述步驟。

首先，提供一形成於一生長基底的奈米碳管陣列，該陣列為超順排的奈米碳管陣列。

該奈米碳管陣列採用化學氣相沉積法製備，該奈米碳管陣列為複數彼此平行且垂直於生長基底生長的奈米碳管形成的純奈米碳管陣列。該奈米碳管陣列中基本不含有雜質，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等，適於從中拉取奈米碳管膜。

其次，採用一拉伸工具從所述奈米碳管陣列中拉取奈米碳管獲得一奈米碳管膜，其具體包括以下步驟：從所述超順排奈米碳管陣列中選定一個或具有一定寬度的複數奈米碳管，可以採用具有一定寬度的膠帶接觸奈米碳管陣列以選定一個或具有一定寬度的複數奈米碳管；以一定速度拉伸該選定的奈米碳管，從而形成首尾相連的複數奈米碳管片段，進而形成一連續的奈米碳管膜。該拉取方向沿基本垂直于奈米碳管陣列的生長方向。

在上述拉伸過程中，該複數奈米碳管片段在拉力作用下沿拉伸方向逐漸脫離生長基底的同時，由於凡得瓦力作用，該選定的複數奈米碳管片段分別與其它奈米碳管片段首尾相連地連續地被拉出，從而形成一連續、均勻且具有一定寬度的自支撐的奈米碳管膜。所謂“自支撐結構”即該奈米碳管膜無需籍由一支撐體支撐，亦能保持一膜的形狀。該奈米碳管膜包括複數基本沿同一方向擇優取向排列且籍由凡得瓦力首尾相連的奈米碳管，該奈米碳管基本沿拉伸方向排列並平行於該奈米碳管膜表面。

製備出奈米碳管膜之後，將所述複數奈米碳管膜層迭且交叉鋪設以形成所述奈米碳管膜結構107。具體操作步驟包括：先將一奈米碳管膜沿一個方向覆蓋至一框架上；再將另一奈米碳管膜沿另一方向覆蓋至先前的奈米碳管膜表面，如此反復多次，在該框架上鋪設複數奈米碳管膜，從而形成一奈米碳管膜結構。注意地是，該複數奈米碳管膜可沿各自不同的方向鋪設，亦可僅沿兩個交叉的方向鋪設。

由於該奈米碳管膜具有較大的比表面積，是故該奈米碳管膜具有較大粘性，故多層奈米碳管膜可以相互籍由凡得瓦力緊密結合形成一穩定的奈米碳管膜結構107。

將所述奈米碳管膜結構107覆蓋於所述基底106形成有石墨烯層102的表面，所述奈米碳管膜結構107籍由凡得瓦力與所述基底106表面的石墨烯層102貼合在一起而形成一基底/石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構。進一步地，可以採用有機溶劑處理所述基底/石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構，利用有機溶劑揮發的表面張力增加所述奈米碳管膜結構107和所述石墨烯層102之間的結合力。

所述使用有機溶劑處理的步驟具體為：將有機溶劑均勻滴加在所述基底/石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構中奈米碳管膜結構107的表面上並浸潤整個奈米碳管膜結構107，或者，亦可將所述基底/石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構浸入盛有有機溶劑的容器中浸潤。所述有機溶劑為常溫下易揮發的有機溶劑，可以選用乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷和氯仿中一種或者幾種的混合。

籍由有機溶劑處理後，所述奈米碳管膜結構107和所述石墨烯層102籍由凡得瓦力的作用和溶劑表面張力的作用而緊密貼合在一起。

本實施例中，所述奈米碳管膜結構107由兩層奈米碳管膜交叉層迭設置而成，所述兩層奈米碳管膜中奈米碳管的延伸方向形成的夾角為90度；待所述奈米碳管膜結構107覆蓋於所述銅箔生長有石墨烯層的表面後，向覆蓋了奈米碳管膜結構的銅箔表面滴加乙醇，利用乙醇揮發的表面張力增加所述奈米碳管膜結構與石墨烯層之間的結合力。請一併參閱圖4，為將奈米碳管膜結構覆蓋於所述銅箔生長有石墨烯層的表面的光學顯微鏡照片；從圖4可以看出，所述奈米碳管膜結構具有一定的透明性，透過所述奈米碳管膜結構可以清楚地看到所述石墨烯層的位置。

步驟S3中，用腐蝕液去除所述基底106，並將所述石墨烯層102與所述奈米碳管膜結構107形成的石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構置於一清洗液清洗。

可以將所述基底/石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構放置於腐蝕液中使所述基底106與所述腐蝕液發生化學反應，直至所述基底106被腐蝕乾淨，而所述奈米碳管膜結構107由於自身的疏水性漂浮在腐蝕液表面不會下沉，所述石墨烯層102由於與所述奈米碳管膜結構107之間的凡得瓦力而緊緊地附著在所述奈米碳管膜結構107的下表面。由於所述奈米碳管膜結構107本身具有一定的自支撐作用，可以作為所述石墨烯層102穩定存在的載體而不破壞或減少破壞所述石墨烯層102。

所述腐蝕液的作用為腐蝕所述基底106，可以根據所述基底106的材料來選擇不同的腐蝕液。所述腐蝕液可以是酸液、堿液或鹽溶液，比如氯化鐵溶液、過硫酸銨溶液等，可以根據所述基底106的材料來選擇不同的腐蝕液。可以理解，由於所述基底106的大小和厚度以及所使用腐蝕液的濃度和種類的不同，所需要的腐蝕時間亦不同。本實施例中，所述腐蝕液為濃度為0.1 mol/L的過硫酸銨溶液，所述腐蝕時間為2小時～3小時。

待所述基底106被腐蝕乾淨後，所述奈米碳管膜結構107與所述石墨烯層102形成一石墨烯層/奈米碳管膜複合結構。可進一步清洗所述石墨烯層/奈米碳管膜複合結構，去除所述石墨烯層102表面殘留的雜質，其具體包括以下步驟：利用一載玻片從所述腐蝕液中撈起所述石墨烯層/奈米碳管膜複合結構；籍由所述載玻片將所述石墨烯層/奈米碳管膜複合結構轉移到一清洗液表面，漂洗掉殘留的雜質，如此反復多次。

其中，所述清洗液為酸溶液或超純水，本實施例中，所述清洗液為超純水。

步驟S4中，提供一多孔氮化矽基底101，所述多孔氮化矽基底101具有複數通孔103，利用所述多孔氮化矽基底101從清洗液中撈起所述石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構，使所述石墨烯層102與所述多孔氮化矽基底101貼合併覆蓋所述複數通孔103。

所述多孔氮化矽基底101的厚度為50奈米~200奈米；所述通孔103的形狀不限，可為圓形、四邊形、六邊形、八邊形或橢圓形等，所述通孔103的孔徑及孔間距不限，優選地，所述通孔103的孔徑為0.1微米~100微米。

具體實施時，所述多孔氮化矽基底101設置於一襯底104的表面，所述襯底104用於支撐及保護所述多孔氮化矽基底101，所述襯底104具有一窗口105，所述多孔氮化矽基底的具有複數通孔的部分設置於所述襯底104的窗口105，亦就是說，所述多孔氮化矽基底的具有複數通孔的部分在所述襯底104的窗口105懸空。所述襯底104可為一矽襯底，所述矽襯底的厚度為100微米~500微米。所述窗口105的形狀不限，可為正方形、圓形等，所述窗口105的尺寸為20微米~100微米。

將所述多孔氮化矽基底101插入所述清洗液中，使所述多孔氮化矽基底101的複數通孔103在清洗液中對準所述石墨烯層102、緩慢地撈起所述石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構，在撈起的過程中所述多孔氮化矽基底101與所述石墨烯層102貼合，然後乾燥所述多孔氮化矽基底101及該多孔氮化矽基底101表面的石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構，這樣可以使所述多孔氮化矽基底101與所述石墨烯層102緊緊地貼合在一起。

本案中，所述多孔氮化矽基底101從清洗液中撈起所述石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構，在撈起的過程中該複合結構轉移至所述多孔氮化矽基底101的表面，可以減少所述石墨烯層102表面的褶皺和裂紋，且有助於增強所述石墨烯層102與所述多孔氮化矽基底101之間的結合力。

需要注意地是，由於所述奈米碳管膜結構107具有複數微孔，而具有一定的透光性、透明度較高，在體視顯微鏡下，透過所述奈米碳管膜結構107可以觀察到所述石墨烯層102的位置，可以預先使所述多孔氮化矽基底104的複數通孔103在水下對準所述石墨烯層102，再向上撈起所述石墨烯層/奈米碳管膜複合結構，從而使得所述石墨烯層102覆蓋所述多孔氮化矽基底104的複數通孔103，從而實現所述石墨烯層102的定點轉移，這是利用奈米碳管膜將石墨烯層轉移至多孔氮化矽基底表面的優點之一。

本實施例中，所述多孔氮化矽基底101的厚度為100奈米，所述複數通孔103的孔徑為2微米，所述石墨烯層102中石墨烯的層數為單層，所述矽襯底的厚度為200微米，所述窗口105為一正方形，正方形的邊長為50微米。

在步驟S5中，去除所述奈米碳管膜結構107後，所述石墨烯層102完整地保留在所述多孔氮化矽基底104的表面。

所述去除所述奈米碳管膜結構107的方法不限，只需保證將所述奈米碳管膜結構完全去除即可。

本實施例中提供了兩種去除所述奈米碳管膜結構103的方法。

第一種方法採用一高分子聚合物膜去除所述奈米碳管膜結構107，即在所述奈米碳管膜結構107遠離所述多孔氮化矽基底101的表面形成一高分子聚合物膜，經加熱或輻照處理後，撕下所述高分子聚合物膜，所述奈米碳管膜結構107隨所述高分子聚合物膜撕下而被去除，其具體包括下述步驟。

步驟（1），在所述奈米碳管膜結構107遠離所述多孔氮化矽基底101的表面形成一高分子聚合物膜。

所述高分子聚合物膜選用加熱至一定溫度時交聯程度變高的材料，可為聚甲基矽氧烷（PDMS）、聚丙烯酸丁酯（PBA）等熱固性材料。所述高分子聚合物膜完全覆蓋所述奈米碳管膜結構107的表面，所述高分子聚合物膜的面積大於或等於所述奈米碳管膜結構107的面積。

步驟（2），在一定溫度下加熱一段時間，使所述高分子聚合物膜內部的交聯程度變高。

加熱溫度與加熱時間與所述高分子聚合物膜的材料有關，當高分子聚合物膜為PDMS膜時，在150攝氏度下加熱20分鐘~40分鐘即可。在一定溫度下加熱一段時間後，所述高分子聚合物膜內部的交聯程度變高，此時，所述高分子聚合物膜易被撕下，且所述高分子聚合物膜僅與所述奈米碳管膜結構107粘合在一起，所述高分子聚合物膜與所述奈米碳管膜結構107之間的結合力大於所述石墨烯層102與所述奈米碳管膜結構107之間的結合力，則撕下所述高分子聚合物膜時，所述奈米碳管膜結構107亦被撕下。

步驟（3），撕下所述高分子聚合物膜105，所述奈米碳管膜結構107隨所述高分子聚合物膜105撕下而被去除。

可以用鑷子等工具夾取所述高分子聚合膜的一側將所述高分子聚合物膜撕下，所述奈米碳管膜結構107隨所述高分子聚合物膜撕下而被撕下，而所述石墨烯層102完整地留在所述多孔氮化矽基底101的表面，所述石墨烯層102表面無破損、無殘留。

第二種方法具體包括下述步驟。

（A）所述奈米碳管膜結構107由n層奈米碳管膜交叉層迭設置而成時，其中，n≥2，沿奈米碳管的延伸方向，用鑷子等工具依次撕下所述奈米碳管膜結構107表面的第1層~第n-1層奈米碳管膜。

（B）提供至少一條狀結構，將所述條狀結構放置在第n層奈米碳管膜的表面，所述條狀結構設置於所述石墨烯層102所在區域的一側，且所述條狀結構的延伸方向垂直於所述第n層奈米碳管膜中奈米碳管的延伸方向。

優選地，提供至少兩個條狀結構，且所述至少兩個條狀結構設置於所述二維奈米材料102所在區域的兩側。

（C）沿所述奈米碳管的延伸方向撕下所述條狀結構，所述第n層奈米碳管膜隨所述條狀結構撕下而被去除。

其中，所述條狀結構具有一定的粘性而能夠與所述第n層奈米碳管粘合在一起，所述條狀結構可為高分子聚合物膜或透明膠帶等，由於所述第n層奈米碳管膜為一連續性膜，故在撕下所述條狀結構的過程中，所述第n層奈米碳管膜隨所述條狀結構撕下而被撕下，而所述石墨烯層完整地保留在所述多孔氮化矽基底101的表面。

以上兩種方法，均可以完全去除所述石墨烯層102表面的奈米碳管膜結構107，所述石墨烯層102表面無殘留，且所述石墨烯層保持完整，沒有破損。

請一併參閱圖5，為轉移後的石墨烯層的透射電鏡照片；從圖5可以看出，轉移後的石墨烯層表面非常乾淨、無破損。

本發明提供的透射電鏡微柵的製備方法利用一奈米碳管膜結構將一石墨烯層轉移至一多孔氮化矽基底的表面，從而得到一透射電鏡微柵，其具有以下優點：其一，轉移後的石墨烯層表面乾淨、沒有殘膠，且用奈米碳管膜結構轉移石墨烯層為純碳轉移，不會引入其它的雜質；其二，轉移後的石墨烯層褶皺和裂紋少，破損率低、完整度高；其三，奈米碳管膜結構具有一定的透光性而透明度較高，透過奈米碳管膜結構可以清楚地看到石墨烯層的位置，在體視顯微鏡下可以精准地將石墨烯層轉移到多孔氮化矽基底的複數通孔上。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧透射電鏡微柵

101‧‧‧多孔氮化矽基底

102‧‧‧石墨烯層

103‧‧‧通孔

104‧‧‧襯底

105‧‧‧窗口

106‧‧‧基底

107‧‧‧奈米碳管膜結構

圖1為本發明實施例提供的透射電鏡微柵的結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的製備透射電鏡微柵的工藝流程圖。

圖3為生長於銅箔表面的單層石墨烯的光學顯微鏡照片。

圖4為將奈米碳管膜結構覆蓋於所述銅箔生長有石墨烯層的表面的光學顯微鏡照片。

圖5為轉移後的石墨烯層的透射電鏡照片。

無

Claims (10)

1. 一種透射電鏡微柵，該透射電鏡微柵包括一多孔氮化矽基底和一設置於所述多孔氮化矽基底表面的石墨烯層，所述多孔氮化矽基底具有複數通孔，所述石墨烯層覆蓋所述多孔氮化矽基底的複數通孔並在所述複數通孔的位置懸空。
2. 如請求項第1項所述的透射電鏡微柵，其中，所述石墨烯層為一連續的一體結構。
3. 如請求項第1項所述的透射電鏡微柵，其中，所述透射電鏡微柵進一步包括一襯底，所述襯底具有一貫穿該襯底的窗口，所述多孔氮化矽基底設置於所述襯底表面，所述多孔氮化矽基底的具有複數通孔的部分在所述襯底的窗口懸空。
4. 一種透射電鏡微柵的製備方法，其具體包括以下步驟： 提供一基底，在所述基底的表面形成一石墨烯層； 將一奈米碳管膜結構覆蓋於所述基底形成有石墨烯層的表面； 用腐蝕液去除所述基底，將所述石墨烯層與所述奈米碳管膜結構形成的石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構置於一清洗液表面清洗； 提供一多孔氮化矽基底，所述多孔氮化矽基底具有複數通孔，利用所述多孔氮化矽基底從清洗液中撈起所述石墨烯層/奈米碳管膜結構複合結構，使所述石墨烯層與所述多孔氮化矽基底貼合併覆蓋所述複數通孔； 去除所述奈米碳管膜結構，所述石墨烯層轉移至所述多孔氮化矽基底的表面，並在所述複數通孔的位置懸空，形成一透射電鏡微柵。
5. 如請求項第4項所述的透射電鏡微柵的製備方法，其中，所述石墨烯層為一連續的一體結構。
6. 如請求項第4項所述的透射電鏡微柵的製備方法，其中，所述石墨烯層的層數為1~3層。
7. 如請求項第4項所述的透射電鏡微柵的製備方法，其中，所述奈米碳管膜結構由至少兩層奈米碳管膜交叉層迭設置而成，所述奈米碳管膜包括複數首尾相連且沿同一方向延伸的奈米碳管，所述複數奈米碳管的延伸方向平行於所述奈米碳管膜的表面，且相鄰兩層奈米碳管膜中的奈米碳管的延伸方向形成一夾角α，0°＜α≤90°。
8. 如請求項第4項所述的透射電鏡微柵的製備方法，其中，所述去除所述奈米碳管膜結構具體包括以下步驟： 在所述奈米碳管膜結構遠離所述多孔氮化矽基底的表面形成一高分子聚合物膜； 採用加熱或輻照處理所述高分子聚合物膜； 撕下所述高分子聚合物膜，所述奈米碳管膜結構隨所述高分子聚合物膜撕下而被去除。
9. 如請求項第8項所述的透射電鏡微柵的製備方法，其中，經加熱或輻照處理後，所述高分子聚合物膜內部交聯程度變高，所述奈米碳管膜結構與所述高分子聚合物膜之間的結合力大於所述奈米碳管膜結構與所述二維奈米材料之間的結合力。
10. 如請求項第4項所述的透射電鏡微柵的製備方法，其中，所述去除所述奈米碳管膜結構具體包括以下步驟： 所述奈米碳管膜結構由n層奈米碳管膜交叉層迭設置而成時，其中，n≥2，沿奈米碳管的延伸方向，用鑷子依次撕下所述奈米碳管膜結構表面的第1層~第n-1層奈米碳管膜； 提供至少一條狀結構，所述條狀結構具有粘性，將所述條狀結構放置在第n層奈米碳管膜的表面，所述條狀結構設置於所述二維奈米材料所在區域的一側，且所述條狀結構的延伸方向垂直於所述第n層奈米碳管膜中奈米碳管的延伸方向； 沿所述奈米碳管的延伸方向撕下所述條狀結構，所述第n層奈米碳管膜隨所述條狀結構撕下而被去除。