[發明專利]一種用于納米顆粒表面包覆的連續原子層沉積設備

有效

• 申請號: 201810073257.8
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108220917B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 陳蓉;曲鍇;單斌;李嘉偉;張晶;劉瀟;曹坤
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44
• 代理公司: 42201 華中科技大學專利中心
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

本發明屬于原子層沉積設備領域，并具體公開了一種用于納米顆粒表面包覆的連續原子層沉積設備，包括進料倉、第一反應室、第二反應室和出料倉，進料倉用于控制納米顆粒進入第一反應室，納米顆粒在第一反應室中利用超聲振動網打散，與第一前驅體反應物發生反應；反應后的納米顆粒經第一旋轉給料裝置進入第一清洗室，并通過氣體吹掃清洗掉反應副產物；經過清洗后的納米顆粒送入第二反應室中，并在第二反應室內部利用超聲振動網打散，且與第二前驅體反應物發生反應；反應后的納米顆粒經第二旋轉給料裝置進入第二清洗室，并通過氣體吹掃清洗掉反應副產物，最后送入出料倉中。本發明可實現納米顆粒表面薄膜的連續均勻沉積，且無團聚現象。

技術領域

本發明屬于原子層沉積設備領域，更具體地，涉及一種用于納米顆粒表面包覆的連續原子層沉積設備。

背景技術

原子層沉積技術與用于薄膜制備的化學氣相沉積方法或物理氣相沉積方法相比有著極其優越的性能，因此被廣泛的應用。原子層沉積技術在反應過程中具有自限制性，故原子層沉積技術能夠沉積納米級厚度的薄膜，通過控制反應的循環次數能夠精確地控制薄膜的厚度。

原子層沉積方法獲得的薄膜具有良好的均勻性和保形性，已經在汽車尾氣處理、太陽能電池的制備和量子點的包覆改性方面有廣泛的應用。而在包覆過程中，納米顆粒具有容易團聚的特點，現有的原子層沉積設備對實現顆粒分散的作用有限，且不能實現納米顆粒表面的連續原子層沉積，即納米顆粒在沉積過程中容易團聚，且無法實現連續原子層沉積。因此，有必要研究設計一種原子層沉積設備，以有效解決納米顆粒容易團聚的問題，并實現連續沉積。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于納米顆粒包覆的連續原子層沉積設備，其通過將納米顆粒依次通過通有不同前驅體反應物的反應腔體和清洗室實現薄膜在納米顆粒表面的連續沉積，同時通過反應腔體中的超聲振動網防止納米顆粒之間的團聚，實現納米顆粒表面薄膜的均勻沉積，具有沉積連續均勻，納米顆粒無團聚等優點。

為實現上述目的，本發明提出了一種用于納米顆粒表面包覆的連續原子層沉積設備，其包括進料倉、第一反應室、第二反應室和出料倉，其中，所述進料倉用于控制納米顆粒進入所述第一反應室，納米顆粒在第一反應室內部利用超聲振動網被打散，并與第一前驅體反應物發生反應；反應后的納米顆粒經第一旋轉給料裝置進入第一清洗室，并在第一清洗室內部通過氣體吹掃清洗掉反應副產物；經過第一清洗室清洗后的納米顆粒送入第二反應室中，并在第二反應室內部利用超聲振動網被打散，且與第二前驅體反應物發生反應；反應后的納米顆粒經第二旋轉給料裝置進入第二清洗室，并在第二清洗室內部通過氣體吹掃清洗掉反應副產物，最后送入出料倉中。

作為進一步優選的，所述超聲振動網為錐形，并且設置有多層，其通過超聲振動以打散納米顆粒之間的團聚。

作為進一步優選的，所述超聲振動網的超聲振動頻率為30000Hz-40000Hz。

作為進一步優選的，所述第一反應室包括第一反應腔體、設于第一反應腔體側面的第一前驅體反應物進氣口以及設于第一反應腔體上方的第一前驅體反應物抽氣口。

作為進一步優選的，所述第二反應室包括第二反應腔體、設于第二反應腔體側面的第二前驅體反應物進氣口以及設于第二反應腔體上方的第二前驅體反應物抽氣口。

作為進一步優選的，所述第一清洗室和第二清洗室結構相同，均包括清洗室腔體以及設于清洗室腔體上的惰性氣體進氣口和清洗室抽氣口，其中惰性氣體進氣口用于向清洗室內通入惰性氣體以清洗納米顆粒表面多余的前驅體反應物和反應副產物，清洗室抽氣口與真空泵相連，用于抽除清洗室中的氣體以維持清洗室內部的真空狀態。

作為進一步優選的，經過第一清洗室清洗后的納米顆粒通過傳送帶送入第二反應室中，該傳送帶與第一清洗室之間設有第三旋轉給料裝置。

作為進一步優選的，所述第二清洗室與出料倉之間設有第四旋轉給料裝置。