[发明专利]铁磁性铬氧化物纳米颗粒薄膜的低温低压气相制备方法

权利要求书

1.一种铁磁性铬氧化物纳米颗粒薄膜的低温低压气相制备方法，其特征在于该方法的制备步骤如下：

A.在冷凝腔(1)中进行磁控等离子体溅射，从固定于磁控靶座(2)上的金属Cr靶(3)表面产生高浓度的Cr原子气；

B.在磁控溅射的同时，从充气管(9)向冷凝腔(1)中通入高纯度的惰性气体作为缓冲气体，其气压控制在100Pa到500Pa之间的一个稳定值，缓冲气体被充满冷凝腔壁夹层内的液氮(4)冷却，溅射出来的Cr原子在冷凝腔中冷凝区(5)的缓冲气体中发生成核生长，形成纳米颗粒，由于缓冲气体的充入，冷凝腔中的气压比常规的磁控溅射的工作气压高1-2个数量级；

C.在通入缓冲气体的同时掺入高纯氧气，以对铬原子实行氧化，生成铬氧化物纳米颗粒；

D.在冷凝腔(1)与Cr靶(3)相对的一端的壁上开设小孔(6)，在小孔(6)的另一侧为沉积室(7)，通过真空泵差分抽气(11)，使沉积室(7)保持在高真空10^-4～10^-5Pa，冷凝腔(1)中形成的纳米颗粒在缓冲气体的携带下从小孔(6)喷出到沉积室(7)，形成纳米粒子束流(10)，并沉积于基片(8)上，控制沉积时间，即可在基片(8)表面获得铁磁性铬氧化物纳米颗粒薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤A中所述的磁控等离子体溅射，其磁控溅射的功率源采用中频脉冲电源，电压控制在400-600V，脉冲频率为20-40KHz，占空比为0.6-0.8。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤B中通入的惰性气体为氦气或氩气，其纯度为≥99.99％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤C中通入的氧气纯度为≥99.99％，氧气与惰性气体的分子比控制在0.5％-5％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤D中所述的小孔(6)其孔直径为1-2mm，Cr靶(3)表面与小孔(6)之间的距离控制在100-200mm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤D中在沉积室(7)中形成的纳米粒子束流(10)沉积于基片(8)上，其沉积时间控制在1-20分钟。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤D中基片(8)可采用玻璃、硅片或高分子聚合物薄膜中的一种。