[实用新型]一种磁控和脉冲激光共沉积装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种磁控和脉冲激光共沉积装置，属于物理气相沉积技术领域。

背景技术

在均匀的非磁性介质中生长的外延或高度择优取向的磁性纳米颗粒、纳米棒或纳米线等零-三维或一-三维纳米复合材料是最有发展前途的新一代超高密度垂直磁记录介质材料。多铁性磁电薄膜在微磁场传感器、自旋电子器件和多态存储器件具有广泛的应用前景，由铁磁体和铁电体复合而成的零-三维、一-三维、二维-二维纳米复合薄膜材料对多铁性薄膜的研究和应用具有非常重要的意义。这些零-三维、一-三维、二维-二维复合纳米材料的生长，要求零维或一维纳米结构和纳米薄膜结构按照各自的特点同时生长，纳米薄膜材料的制备要求其均匀性好，零维或一维材料的沉积要求其生长具有不连续性，且容易实现外延生长。目前多采用化学方法制备。虽然磁控溅射和脉冲激光沉积是目前常用的薄膜制备方法，但是，由于溅射方法单一，所生长的结构具有单一性，它们很难有效地被直接用来制备可控的复杂零-三维、一-三维复合薄膜材料。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种磁控和脉冲激光共沉积装置，充分发挥脉冲激光沉积粒子供给的不连续性和容易实现外延生长等优点，以及磁控溅射镀膜均匀性好等优点，以实现磁控和脉冲激光共沉积。

本实用新型的技术方案是这样实现的：这种磁控和脉冲激光共沉积装置，其特征在于：在一个真空腔体中设置有磁控溅射靶材和脉冲激光沉积靶材和一个共用的样品台，样品台上固定沉积基片，真空腔体上开设石英窗，真空腔体外设置有用于脉冲激光沉积的激光器；磁控溅射靶材的调位机构；脉冲激光沉积靶材的转动控制机构和样品台的转动控制机构。

所述的磁控和脉冲激光共沉积装置，所述的脉冲激光沉积靶材与样品台相对设置，距离为1-10cm。

所述的磁控和脉冲激光共沉积装置，所述的脉冲激光沉积靶材一个或多个设置于手动转动或电动转动的靶材底座端部，底座端部设置有与靶材面积对应的开孔靶套，露出一个靶材。

所述的磁控和脉冲激光共沉积装置，所述激光沉积靶套端部还设置有机械手控制的挡板，挡板在靶套滑轨内滑动。

所述的磁控和脉冲激光共沉积装置，所述真空腔体外设置的激光器前设置凸透镜，激光入射方向与激光沉积靶材的夹角是1-90°。

所述的磁控和脉冲激光共沉积装置，所述的磁控溅射靶材前方设置有挡板手动控制转动。

所述磁控和脉冲激光共沉积装置，所述的样品台基片前方设置有挡板手动控制转动。

本实用新型的技术进步效果表现在：可以在同一套物理气相沉积系统中同时进行磁控溅射和脉冲激光沉积，充分发挥磁控溅射和脉冲激光沉积各自的优势，利用磁控溅射生长三维纳米结构，且在其生长的过程中利用脉冲激光沉积共溅射出一些零维或一维的纳米结构，从而实现零-三维或一-三维纳米复合纳米结构的生长。

附图说明

图1是磁控和脉冲激光共沉积装置的结构示意图

图2是图1中靶套及挡板的右视放大图

图中：1.磁控溅射靶材2.样品台3.基片4.靶材底座5.脉冲激光沉积靶材6.石英窗7.凸透镜8.激光器9.腔体10.机械手11.挡板12.磁控靶调位机构13.挡板14.挡板15.样品台转动控制机构16.脉冲激光沉积靶材自转电动控制机构17.脉冲激光沉积靶公转手动控制机构18.靶套19.样品台转动20.滑轨

具体实施方式

图1、图2所示本实用新型磁控和脉冲激光共沉积装置的结构和组装方式实施例，图中可以看出本实用新型的创新点是在一个真空腔体9中同时设置有磁控溅射靶材1和脉冲激光沉积靶材5和一个共用的样品台2，样品台上固定沉积基片3，真空腔体上开设石英窗6，真空腔体外设置有用于脉冲激光沉积的激光器8，磁控溅射靶材1的调位机构12，脉冲激光沉积靶材5的转动控制机构和样品台2的转动控制机构15。

具体操作示例是在一个真空腔体9内，设置一个磁控溅射靶材1用于磁控溅射，该靶材的上下位置可通过磁控靶调位机构12进行电动调节，从而保证靶间距可调。基片3安装在样品台2的中心位置，样品台2可以加热并且可以通过样品台转动控制机构15进行电动自转以提高生长样品的均匀性。样品台2的前后位置可调，样品台2和磁控溅射靶材1以及脉冲激光沉积靶材5之间的距离可调，靶间距可调范围3cm-13cm。

磁控溅射操作时，磁控溅射靶材1作为阳极，样品台2作为阴极可以实现垂直或1-180°磁控溅射，磁控溅射靶材1和样品台2之间的挡板13可以在预溅射时挡住基片3。