[發(fā)明專利]一種有機(jī)分子的真空沉積裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810817100.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108837962A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅晶晶;張向平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): B05B5/08
• 分類號(hào): B05B5/08;B05B5/03
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及材料制備領(lǐng)域，一種有機(jī)分子的真空沉積裝置，包括電噴霧裝置、位移臺(tái)、毛細(xì)管、真空腔體、離子聚束器I、離子聚束器II、靜電偏向器、四極質(zhì)量過(guò)濾器和樣品臺(tái)，離子聚束器I將真空腔體分為真空段I和真空段II，離子聚束器I位于真空腔體起始端一側(cè)的真空段I中，離子聚束器II位于真空段II起始端一側(cè)的真空段II中，離子聚束器I由三十塊厚度為一毫米的金屬環(huán)形電極組成，相鄰電極用一毫米厚的絕緣片隔開(kāi)，電極的內(nèi)徑從五十毫米到五毫米線性遞減；離子聚束器II由六十個(gè)金屬環(huán)形電極組成，相鄰電極用二毫米厚的絕緣片隔開(kāi)，其中前十個(gè)電極內(nèi)徑三十毫米，后五十個(gè)電極的內(nèi)徑從三十毫米到二毫米線性遞減；擋板能繞外管和內(nèi)管的軸線旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料制備領(lǐng)域，尤其是一種具有特殊噴霧方法的一種有機(jī)分子的真空沉積裝置。

背景技術(shù)

電噴霧沉積方法是一種用于沉積分子量較大且易分解的分子的方法，通過(guò)電噴霧裝置使得包含有待沉積分子的溶液霧化，并使得分子帶電而以離子形式進(jìn)入真空系統(tǒng)，在電場(chǎng)或不同真空段的氣壓差的作用下運(yùn)動(dòng)并最終沉積到襯底上。現(xiàn)有技術(shù)缺陷一：采用氣體分流器來(lái)分隔真空腔內(nèi)的不同真空段，缺點(diǎn)是離子的透射率較低；現(xiàn)有技術(shù)缺陷二：電噴霧的質(zhì)量流量輸出較低。對(duì)于某些應(yīng)用，還要考慮一些特殊的技術(shù)需求，比如沉積過(guò)程中避免襯底損壞，需要待沉積分子的動(dòng)能較低，另外，需要避免中性粒子雜質(zhì)污染襯底，所述一種有機(jī)分子的真空沉積裝置能夠解決問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明一種有機(jī)分子的真空沉積裝置具有串聯(lián)的離子聚束器以增加離子束流的透射率，另外，電噴霧裝置具有可旋轉(zhuǎn)的帶缺口的擋板，通過(guò)調(diào)節(jié)擋板的位置，能夠改變噴射出的霧化液滴的大小及噴霧形狀。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述一種有機(jī)分子的真空沉積裝置主要包括電噴霧裝置、位移臺(tái)、毛細(xì)管、真空腔體、離子聚束器I、離子聚束器II、靜電偏向器、四極質(zhì)量過(guò)濾器和樣品臺(tái)，xyz為三維坐標(biāo)系，電噴霧裝置安裝在位移臺(tái)上能夠三維移動(dòng)，所述真空腔體為兩段圓柱形真空腔呈90度連接而成、且具有初始端和末端，所述離子聚束器I、離子聚束器II、靜電偏向器、四極質(zhì)量過(guò)濾器、樣品臺(tái)依次均位子真空腔體內(nèi)，靜電偏向器位于真空腔的轉(zhuǎn)角處，四極質(zhì)量過(guò)濾器具有極板，樣品臺(tái)上具有襯底，所述真空腔體連接有多個(gè)真空泵組，使得在離子聚束器I處真空度1.0mbar、在離子聚束器II處真空度4×10^-2mbar、在靜電偏向器處真空度1×10^-5mbar、在四極質(zhì)量過(guò)濾器處真空度1×10^-7mbar；所述真空腔體的初始端連接有毛細(xì)管，電噴霧裝置產(chǎn)生的液滴能夠通過(guò)所述毛細(xì)管進(jìn)入真空腔體，液滴中大部分溶劑被真空泵組抽出真空腔體外，液滴中的待沉積分子的離子包和帶電雜質(zhì)依次通過(guò)離子聚束器I、離子聚束器II到達(dá)靜電偏向器，在靜電偏向器中待沉積分子的離子包和帶電雜質(zhì)被偏轉(zhuǎn)90度后，到達(dá)四極質(zhì)量過(guò)濾器，而中性雜質(zhì)不會(huì)被偏轉(zhuǎn)，從而達(dá)到過(guò)濾效果；在四極質(zhì)量過(guò)濾器中經(jīng)過(guò)荷質(zhì)比選擇，帶電雜質(zhì)被偏轉(zhuǎn)并與四極質(zhì)量過(guò)濾器的極板碰撞而被過(guò)濾，最終僅有待沉積分子的離子包到達(dá)樣品臺(tái)上的襯底表面；電噴霧裝置由外管、內(nèi)管、擋板、進(jìn)氣口、液體入口組成，所述外管和內(nèi)管均為圓柱形，外管的內(nèi)徑為3000微米，內(nèi)管的外徑為2700微米，所述外管和內(nèi)管為同軸嵌套構(gòu)型，外管和內(nèi)管之間為液體通道，進(jìn)氣口和液體入口分別連接外管外壁并與液體通道連通，外管內(nèi)壁具有分散的沿外管軸向的形狀完全相同的凹槽，能夠增大局域電場(chǎng)，離子聚束器I將真空腔體分為真空段I和真空段II，離子聚束器I位于真空腔體起始端一側(cè)的真空段I中，離子聚束器II位于真空段II起始端一側(cè)的真空段II中，離子聚束器I由三十塊厚度為一毫米的金屬環(huán)形電極組成，相鄰金屬環(huán)形電極用一毫米厚的絕緣片隔開(kāi)，環(huán)形電極的內(nèi)徑從五十毫米到五毫米線性遞減；離子聚束器II由六十個(gè)金屬環(huán)形電極組成，相鄰金屬環(huán)形電極用二毫米厚的絕緣片隔開(kāi)，其中前十個(gè)環(huán)形電極內(nèi)徑三十毫米，后五十個(gè)環(huán)形電極的內(nèi)徑從三十毫米到二毫米線性遞減；所述擋板為直徑2900微米的圓形金屬板，且與所述內(nèi)管的一側(cè)端口同心，并將所述內(nèi)管的一側(cè)端口密封，擋板邊緣具有形狀相同的缺口，相鄰的所述缺口之間的間距一致，擋板能夠繞外管和內(nèi)管的軸線旋轉(zhuǎn)，以控制噴射束流，所述外管內(nèi)壁的凹槽的數(shù)量為四到十二個(gè)，凹槽斷面形狀為半圓形或正方形或三角形；擋板上缺口的數(shù)量為四到十二個(gè)，缺口形狀為半圓形或正方形或三角形，所述半圓形的半徑范圍30微米到50微米，所述正方形的邊長(zhǎng)范圍40微米到60微米，所述三角形邊長(zhǎng)范圍30微米到60微米。