納米(mi)團簇束流沉積系(xi)統

作為納米結構的(de)基本組成單元，團(tuan)簇或納米顆粒(li)在納米科學中具有關(guan)鍵的(de)地(di)位。我們(men)設(she)計研制(zhi)了兩套氣體聚集型(xing)團簇(cu)源：基于(yu)熱蒸發的氣體聚集團簇(cu)束(shu)流源和磁控等離子體聚集型(xing)團簇(cu)源。以團簇(cu)源為中心構成了(le)團簇(cu)束(shu)流實驗和沉積系統。

在此(ci)基(ji)礎上我們開發(fa)了一系列金(jin)屬(shu)、合金(jin)、氧化物(wu)、氮化物(wu)納米粒(li)子(zi)束流的制備流程。涉及的材料(liao)包括：Ag、Al、Pb、Sn、Pd、Cr、V、Tb、Fe、Cu等純金屬團簇及其合金團簇，C、Si、Ge、InSb、Te等非金屬團簇，SnO、CrO2、VO2、SiOx等氧化物團簇，及BN、CN等氮化物團簇。建立了反應等離子體氣相聚集制備亞穩相金屬氧化物納米團簇的新工藝流程，發展了基于中頻脈沖磁控濺射的反應等離子體氣相聚集模式的團簇源，能有效地通過金屬前驅物獲得金屬氧化物團簇。由這種團簇生長模式可獲得一些在常規的氣相沉積薄膜制備過程中難以形成的金屬氧化物材料，例如：鐵磁性球形CrO2納(na)米顆粒膜(mo)的常溫低壓(ya)合成。基于雙(shuang)靶磁控等離子體氣體聚(ju)集(ji)團(tuan)簇(cu)源，開(kai)發了(le)雙(shuang)金屬團(tuan)簇(cu)交替沉積(ji)及復合的新(xin)工(gong)藝流程(cheng)，通過(guo)控制(zhi)(zhi)(zhi)沉積過(guo)程參數(shu)，實現(xian)合金(jin)納米顆(ke)(ke)粒或雙金(jin)屬包裹納米顆(ke)(ke)粒的氣相制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)。這為(wei)實現(xian)以廉價(jia)金(jin)屬合金(jin)取(qu)代貴金(jin)屬材料，獲得(de)近距鄰接團簇陣列(lie)納米光電和氣體傳感器(qi)件(jian)的低成本制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)提供(gong)了基(ji)礎。

我們有兩項關鍵指標:

l 在更低的功率下獲得更寬的可調沉積速率：<0.001nm/s~10nm/s at a source-sample distance of 200mm（for Cu） （500W power supply）

l 更高的束流準直度（高定向團簇束流）：Beam diameter 6mm at a source-sample distance 200mm（for Cu@ F3mm nozzle，zui小發散角2.7°）