[发明专利]一种产生亚稳相纳米颗粒束流和沉积纳米薄膜的气相方法

权利要求书

1.一种产生亚稳相纳米颗粒束流和沉积纳米薄膜的气相方法，首先将需要产生的薄膜材料采用蒸发、溅射或烧蚀的方法形成蒸气后与大量的气体碰撞凝聚生长，形成气相团簇束流源，产生颗粒直径在1-100纳米之间纳米尺寸分布集中的纳米团簇束流；对纳米团簇束流产生的相关气体工作气压和凝聚区长度进行限制，之后将其电离，加速，使得从其出发到衬底时的纳米颗粒能量在接近或超过每个原子1eV的区间，尤其是1±0.1eV；在固态衬底上高速沉积形成亚稳相含量更高的纳米薄膜： 

1）对于固体团簇束流源，采用加大缓冲气体的通入量，使得第一级团簇束流源室的气压工作在100Pa-2000Pa之间；第一级和第二级保持1个数量级以上的气压差； 

2）前驱物气化位置至差分抽气喷嘴的距离延长。 

2.根据权利要求1所述的产生亚稳相纳米颗粒束流和沉积纳米薄膜的气相方法，引入射频等离子体提高纳米颗粒中亚稳相的成分，射频等离子体、频率在10MHz以上，施加在第一级团簇束流源室。 

3.根据权利要求1所述的产生亚稳相纳米颗粒束流和沉积纳米薄膜的气相方法，其必备特征是前驱物气化位置至差分抽气喷嘴的距离即第一级中靶到前方喷口的距离为7-30cm。 

4.根据权利要求1所述的产生亚稳相纳米颗粒束流和沉积纳米薄膜的气相方法，其可选特征是在收集处采用略大于每原子1eV的动能荷能沉积到固体衬底表面，利用这一极端条件调节薄膜的纳米颗粒的亚稳相转变。 

5.根据权利要求1所述的产生亚稳相纳米颗粒束流和沉积纳米薄膜的气相方法，其特征是第一级的磁控溅射靶根据需要换装双靶、四靶和反应气体溅射靶，在第一级也可以使用热蒸发和激光烧蚀的方法提供薄膜材料的蒸气。 

6.根据权利要求1所述的产生亚稳相纳米颗粒束流和沉积纳米薄膜的气相方法，其特征是第一级和第二级之间用一个复合型喷嘴隔离，喷嘴的颈部直径为2mm，这样第一级和第二级可以保持4个数量级的气压差。 

7.根据权利要求1所述的产生亚稳相纳米颗粒束流和沉积纳米薄膜的气相方法，其特征是在制备时，第一级300Pa，第二级0.05Pa，第三级为10^-4Pa。