[发明专利]一种纳米颗粒空间原子层沉积连续包覆装置及方法

权利要求书

1.一种纳米颗粒空间原子层沉积连续包覆装置，其特征在于，包括依次连接的第一、第二、第三及第四级管路单元；

其中，所述第一级管路单元为吸附单元，包括驱动气源、管路(4)、粉体补给装置(2)、第一前驱体(3)以及清洗腔室(5)，所述驱动气源设于所述管路(4)的一端，用于为所述第一级管路单元提供充足的驱动气体，所述粉体补给装置(2)和第一前驱体(3)间隔一定距离设于所述管路(4)的两侧，所述粉体补给装置(2)用于控制所述纳米颗粒进入管路(4)中，所述第一前驱体(3)用于为第一级管路单元提供前驱体，所述清洗腔室(5)一端与所述管路(4)一端连接，另一端与所述第二级管路单元连接，用于提供第一前驱体(3)，并使第一前驱体(3)在纳米颗粒的表面完成吸附；

所述粉体补给装置(2)包括进料口(8)、螺旋进给装置(9)出料口(10)及驱动电机(7)，其中，所述进料口(8)为锥形结构，便于所述粉体进入螺旋进给装置(9)中，所述驱动电机(7)与所述螺旋进给装置(9)的一端连接，用于驱动所述螺旋进给装置(9)转动，所述螺旋进给装置(9)的中间部分设有出料口(10)，所述出料口(10)与第一级管路单元连接；

所述第三级管路单元为反应单元，包括驱动气体、管路(4)、第二前驱体(6)以及清洗腔室(5)，所述驱动气源设于所述管路(4)的一端，用于为所述第三级管路单元提供充足的驱动气体，所述第二前驱体(6)设于管路(4)上，用于为第三级管路单元提供前驱体，所述清洗腔室(5)一端与所述管路(4)一端连接，另一端与所述第四级管路单元连接，用于提供第二前驱体(6)，并使第二前驱体(6)与所述纳米颗粒表面的第一前驱体(3)发生反应，以在纳米颗粒表面生成单分子薄膜层；

所述第二、第四级管路单元为清洗单元，用于对所述纳米颗粒进行清洗，排出多余的第一前驱体(3)、第二前驱体(6)或反应产生的副产物；

通过所述第一、第二、第三及第四级管路单元的相互配合，可实现所述纳米颗粒的清洗及表面原子层沉积，使纳米颗粒连续通过多级管道完成原子层沉积反应的多个过程，从而实现所述纳米颗粒的均匀和快速包覆。

2.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒空间原子层沉积连续包覆装置，其特征在于，所述第二级管路单元和第四级管路单元结构相同，用于清洗所述纳米颗粒，并隔离第一、第三级管路单元，避免不同前驱体的交叉污染，包括驱动气源、管路(4)和清洗腔室(5)，所述驱动气源和清洗腔室(5)分别设于所述管路(4)的两端。

3.根据权利要求2所述的一种纳米颗粒空间原子层沉积连续包覆装置，其特征在于，所述驱动气源为氮气源(1)。

4.根据权利要求2或3所述的一种纳米颗粒空间原子层沉积连续包覆装置，其特征在于，所述管路(4)为细长体不锈钢管。

5.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒空间原子层沉积连续包覆装置，其特征在于，所述清洗腔室(5)的周围设有过滤网，其网格的大小为2000～3000目。

6.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒空间原子层沉积连续包覆装置，其特征在于，所述第一、第二、第三及第四级管路单元通过标准管道接口连接，用于保证气路的密封性。

7.根据权利要求1或2所述的一种纳米颗粒空间原子层沉积连续包覆装置，其特征在于，所述驱动气源与管路(4)、粉体补给装置(2)与管路(4)、第一、第二前驱体与管路(4)之间均设有阀门，所述阀门与电磁阀连接，用于控制管路(4)的通断。

8.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒空间原子层沉积连续包覆装置，其特征在于，所述螺旋进给装置(9)包括螺旋叶片和中心轴，所述中心轴的一端与所述驱动电机(7)的输出轴连接，所述驱动电机(7)用于带动所述中心轴转动，所述螺旋叶片随所述中心轴转动并带动所述纳米颗粒运动。

9.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒空间原子层沉积连续包覆装置，其特征在于，所述出料口(10)两侧螺旋叶片的螺旋方向相反，便于使所述纳米颗粒继续向出料口(10)方向运动，减小粉体损失。