[發(fā)明專利]同批次制備多種不同成分含量的合成材料的方法

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• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN108193175A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 胡凱;張曉軍;辛安玲玲
• 申請（專利權）人: 深圳市矩陣多元科技有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/04
• 代理公司: 深圳市華優(yōu)知識產權代理事務所(普通合伙) 44319
• 代理人: 余薇

本發(fā)明公開了一種同批次制備多種不同成分含量的合成材料的方法，該方法的步驟包括：提供激光發(fā)生器，并以指定強度發(fā)射激光射線；在真空條件下，控制激光射線依次循環(huán)向預先準備的不同位置的多種具有不同材料成分的靶材聚焦并照射指定時間間隔；提供一正對靶材設置的基板，靶材經(jīng)激光射線照射后濺射出靶材原子，并沉積到基板上，使所述基板上形成的每種材料具有相同的多種組分并且每種組分含量比值不同。通過本發(fā)明，能夠在不降低激光器可調能量的最大值的情況下實現(xiàn)激光的分時切換，濺射多個靶材，以實現(xiàn)同批次生成多種不同成分含量的合成材料的目的。

技術領域

本發(fā)明涉及材料合成領域，特別是涉及一種同批次制備多種不同成分含量的合成材料的方法。

背景技術

材料高通量實驗要求在短時間內完成大量樣品的制備與表征，其核心的思想是將傳統(tǒng)材料研究中采用的順序試錯方法改為并行處理，通過短時間制備大量的樣品，完成大量的實驗，從而大大加速材料研發(fā)的效率。作為“材料基因組技術”三大要素之一，高通量實驗扮演著承上啟下的關鍵角色。高通量組合材料芯片技術是在一塊較小的基片上同時集成生長成千上萬乃至上百萬種不同組分、結構和性能的材料，并通過自動掃描式或并行式快速表征技術獲得材料成分、結構和性能等關鍵信息，快速構建多元材料相圖或材料數(shù)據(jù)庫，從中快速篩選出性能優(yōu)良的材料或快速找到材料的“組分-結構-性能”關聯(lián)性，以此提高材料研發(fā)的效率。

高通量組合材料芯片的制備過程通常分為“沉積”和“混合”兩個步驟，其中“沉積”是將不同組成的材料按照一定順序和組合比例規(guī)律進行順序堆疊，然后通過高溫熱處理的方式使材料發(fā)生均勻混合和成相的過程。傳統(tǒng)的高通量方法通常為{AAABBBCCCDDD}式組合，會形成層狀堆疊或者混合不均勻等缺點；本技術利用梯度分布{ABCDABCDABCD}式組合，一次性成相，能達到原子級別的混合。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種同批次制備不同成分含量的合成材料的方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：提供一種同批次制備不同成分含量的合成材料的方法，包括：提供激光發(fā)生器，并以指定強度發(fā)射激光射線；在真空條件下，控制激光射線依次循環(huán)向預先準備的不同位置的多種具有不同材料成分的靶材聚焦并照射指定時間間隔；其中，多種靶材的材料為合成材料的組成成分；提供一正對靶材設置的基板，靶材經(jīng)激光射線照射后濺射出靶材原子，并沉積到基板上，且使基板上形成的每種材料具有相同的多種組分并且每種組分含量比值不同。

其中，在使靶材原子沉積到基板上的步驟之后，還包括步驟：在靶材和基板之間設置一掩膜板，靶材原子在向基板沉積的過程中，經(jīng)掩膜板的作用而在基板上規(guī)則排布。

其中，在控制激光射線依次循環(huán)向預先準備的不同位置的多種靶材聚焦并照射指定時間間隔的步驟中，包括步驟：設定激光射線向靶材照射的循環(huán)照射順序及在每種靶材上聚焦并照射的時間間隔；按照預設條件，以相同強度的激光射線對靶材進行指定時間的循環(huán)聚焦。

其中，在靠近基板的位置設置加熱器，通過加熱使靶材原子在基板表面均勻混合。

區(qū)別于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的同批次制備多種不同成分含量的合成材料的方法包括：提供激光發(fā)生器，并以指定強度發(fā)射激光射線；在真空條件下，控制激光射線依次循環(huán)向預先準備的不同位置的多種具有不同材料成分的靶材聚焦并照射指定時間間隔；提供一正對靶材設置的基板，靶材經(jīng)激光射線照射后濺射出靶材原子，并沉積到基板上，使所述基板上形成的每種材料具有相同的多種組分并且每種組分含量比值不同。通過本發(fā)明，能夠在不降低激光器可調能量的最大值的情況下實現(xiàn)激光的分時切換，濺射多個靶材，以實現(xiàn)同批次生成多種不同成分含量的合成材料的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種同批次制備不同成分含量的合成材料的方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的一種同批次制備不同成分含量的合成材料的方法中制備過程的機構示意圖。