[发明专利]同批次制备多种不同成分含量的合成材料的方法

说明书

本发明公开了一种同批次制备多种不同成分含量的合成材料的方法，该方法的步骤包括：提供激光发生器，并以指定强度发射激光射线；在真空条件下，控制激光射线依次循环向预先准备的不同位置的多种具有不同材料成分的靶材聚焦并照射指定时间间隔；提供一正对靶材设置的基板，靶材经激光射线照射后溅射出靶材原子，并沉积到基板上，使所述基板上形成的每种材料具有相同的多种组分并且每种组分含量比值不同。通过本发明，能够在不降低激光器可调能量的最大值的情况下实现激光的分时切换，溅射多个靶材，以实现同批次生成多种不同成分含量的合成材料的目的。

技术领域

本发明涉及材料合成领域，特别是涉及一种同批次制备多种不同成分含量的合成材料的方法。

背景技术

材料高通量实验要求在短时间内完成大量样品的制备与表征，其核心的思想是将传统材料研究中采用的顺序试错方法改为并行处理，通过短时间制备大量的样品，完成大量的实验，从而大大加速材料研发的效率。作为“材料基因组技术”三大要素之一，高通量实验扮演着承上启下的关键角色。高通量组合材料芯片技术是在一块较小的基片上同时集成生长成千上万乃至上百万种不同组分、结构和性能的材料，并通过自动扫描式或并行式快速表征技术获得材料成分、结构和性能等关键信息，快速构建多元材料相图或材料数据库，从中快速筛选出性能优良的材料或快速找到材料的“组分-结构-性能”关联性，以此提高材料研发的效率。

高通量组合材料芯片的制备过程通常分为“沉积”和“混合”两个步骤，其中“沉积”是将不同组成的材料按照一定顺序和组合比例规律进行顺序堆叠，然后通过高温热处理的方式使材料发生均匀混合和成相的过程。传统的高通量方法通常为{AAABBBCCCDDD}式组合，会形成层状堆叠或者混合不均匀等缺点；本技术利用梯度分布{ABCDABCDABCD}式组合，一次性成相，能达到原子级别的混合。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种同批次制备不同成分含量的合成材料的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种同批次制备不同成分含量的合成材料的方法，包括：提供激光发生器，并以指定强度发射激光射线；在真空条件下，控制激光射线依次循环向预先准备的不同位置的多种具有不同材料成分的靶材聚焦并照射指定时间间隔；其中，多种靶材的材料为合成材料的组成成分；提供一正对靶材设置的基板，靶材经激光射线照射后溅射出靶材原子，并沉积到基板上，且使基板上形成的每种材料具有相同的多种组分并且每种组分含量比值不同。

其中，在使靶材原子沉积到基板上的步骤之后，还包括步骤：在靶材和基板之间设置一掩膜板，靶材原子在向基板沉积的过程中，经掩膜板的作用而在基板上规则排布。

其中，在控制激光射线依次循环向预先准备的不同位置的多种靶材聚焦并照射指定时间间隔的步骤中，包括步骤：设定激光射线向靶材照射的循环照射顺序及在每种靶材上聚焦并照射的时间间隔；按照预设条件，以相同强度的激光射线对靶材进行指定时间的循环聚焦。

其中，在靠近基板的位置设置加热器，通过加热使靶材原子在基板表面均匀混合。

区别于现有技术，本发明的同批次制备多种不同成分含量的合成材料的方法包括：提供激光发生器，并以指定强度发射激光射线；在真空条件下，控制激光射线依次循环向预先准备的不同位置的多种具有不同材料成分的靶材聚焦并照射指定时间间隔；提供一正对靶材设置的基板，靶材经激光射线照射后溅射出靶材原子，并沉积到基板上，使所述基板上形成的每种材料具有相同的多种组分并且每种组分含量比值不同。通过本发明，能够在不降低激光器可调能量的最大值的情况下实现激光的分时切换，溅射多个靶材，以实现同批次生成多种不同成分含量的合成材料的目的。

附图说明

图1是本发明提供的一种同批次制备不同成分含量的合成材料的方法的流程示意图；

图2是本发明提供的一种同批次制备不同成分含量的合成材料的方法中制备过程的机构示意图。