[發(fā)明專利]一種納米顆粒空間原子層沉積連續(xù)包覆裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710423764.5
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107254675B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳蓉;巴偉明;曲鍇;李云;曹坤;但威
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/44;C23C16/54;B82Y40/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

1.一種納米顆粒空間原子層沉積連續(xù)包覆裝置，其特征在于，包括依次連接的第一、第二、第三及第四級管路單元；

其中，所述第一級管路單元為吸附單元，包括驅(qū)動(dòng)氣源、管路(4)、粉體補(bǔ)給裝置(2)、第一前驅(qū)體(3)以及清洗腔室(5)，所述驅(qū)動(dòng)氣源設(shè)于所述管路(4)的一端，用于為所述第一級管路單元提供充足的驅(qū)動(dòng)氣體，所述粉體補(bǔ)給裝置(2)和第一前驅(qū)體(3)間隔一定距離設(shè)于所述管路(4)的兩側(cè)，所述粉體補(bǔ)給裝置(2)用于控制所述納米顆粒進(jìn)入管路(4)中，所述第一前驅(qū)體(3)用于為第一級管路單元提供前驅(qū)體，所述清洗腔室(5)一端與所述管路(4)一端連接，另一端與所述第二級管路單元連接，用于提供第一前驅(qū)體(3)，并使第一前驅(qū)體(3)在納米顆粒的表面完成吸附；

所述粉體補(bǔ)給裝置(2)包括進(jìn)料口(8)、螺旋進(jìn)給裝置(9)出料口(10)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)，其中，所述進(jìn)料口(8)為錐形結(jié)構(gòu)，便于所述粉體進(jìn)入螺旋進(jìn)給裝置(9)中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)與所述螺旋進(jìn)給裝置(9)的一端連接，用于驅(qū)動(dòng)所述螺旋進(jìn)給裝置(9)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述螺旋進(jìn)給裝置(9)的中間部分設(shè)有出料口(10)，所述出料口(10)與第一級管路單元連接；

所述第三級管路單元為反應(yīng)單元，包括驅(qū)動(dòng)氣體、管路(4)、第二前驅(qū)體(6)以及清洗腔室(5)，所述驅(qū)動(dòng)氣源設(shè)于所述管路(4)的一端，用于為所述第三級管路單元提供充足的驅(qū)動(dòng)氣體，所述第二前驅(qū)體(6)設(shè)于管路(4)上，用于為第三級管路單元提供前驅(qū)體，所述清洗腔室(5)一端與所述管路(4)一端連接，另一端與所述第四級管路單元連接，用于提供第二前驅(qū)體(6)，并使第二前驅(qū)體(6)與所述納米顆粒表面的第一前驅(qū)體(3)發(fā)生反應(yīng)，以在納米顆粒表面生成單分子薄膜層；

所述第二、第四級管路單元為清洗單元，用于對所述納米顆粒進(jìn)行清洗，排出多余的第一前驅(qū)體(3)、第二前驅(qū)體(6)或反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物；

通過所述第一、第二、第三及第四級管路單元的相互配合，可實(shí)現(xiàn)所述納米顆粒的清洗及表面原子層沉積，使納米顆粒連續(xù)通過多級管道完成原子層沉積反應(yīng)的多個(gè)過程，從而實(shí)現(xiàn)所述納米顆粒的均勻和快速包覆。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米顆粒空間原子層沉積連續(xù)包覆裝置，其特征在于，所述第二級管路單元和第四級管路單元結(jié)構(gòu)相同，用于清洗所述納米顆粒，并隔離第一、第三級管路單元，避免不同前驅(qū)體的交叉污染，包括驅(qū)動(dòng)氣源、管路(4)和清洗腔室(5)，所述驅(qū)動(dòng)氣源和清洗腔室(5)分別設(shè)于所述管路(4)的兩端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種納米顆?？臻g原子層沉積連續(xù)包覆裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)氣源為氮?dú)庠?1)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種納米顆?？臻g原子層沉積連續(xù)包覆裝置，其特征在于，所述管路(4)為細(xì)長體不銹鋼管。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米顆?？臻g原子層沉積連續(xù)包覆裝置，其特征在于，所述清洗腔室(5)的周圍設(shè)有過濾網(wǎng)，其網(wǎng)格的大小為2000～3000目。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米顆?？臻g原子層沉積連續(xù)包覆裝置，其特征在于，所述第一、第二、第三及第四級管路單元通過標(biāo)準(zhǔn)管道接口連接，用于保證氣路的密封性。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種納米顆?？臻g原子層沉積連續(xù)包覆裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)氣源與管路(4)、粉體補(bǔ)給裝置(2)與管路(4)、第一、第二前驅(qū)體與管路(4)之間均設(shè)有閥門，所述閥門與電磁閥連接，用于控制管路(4)的通斷。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米顆?？臻g原子層沉積連續(xù)包覆裝置，其特征在于，所述螺旋進(jìn)給裝置(9)包括螺旋葉片和中心軸，所述中心軸的一端與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)的輸出軸連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)用于帶動(dòng)所述中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述螺旋葉片隨所述中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)所述納米顆粒運(yùn)動(dòng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米顆粒空間原子層沉積連續(xù)包覆裝置，其特征在于，所述出料口(10)兩側(cè)螺旋葉片的螺旋方向相反，便于使所述納米顆粒繼續(xù)向出料口(10)方向運(yùn)動(dòng)，減小粉體損失。