[发明专利]一种气相团簇反应装置、反应系统与方法

权利要求书

1.一种气相团簇反应装置，其特征在于，所述反应装置包括反应部件和蒸发部件，其中，

所述反应部件包括反应室，所述反应室设有反应开口端；

所述蒸发部件包括伸缩组件和加热元件，所述伸缩组件包括蒸发室，所述蒸发室连通所述反应室，所述加热元件连接所述伸缩组件，用于对所述蒸发室加热。

2.根据权利要求1所述的气相团簇反应装置，其特征在于，所述伸缩组件包括底座和空心管，所述底座设有腔室，所述空心管的外壁与所述底座的腔室的内壁螺纹连接，所述空心管的一端封闭，另一端开口，该另一端用于与所述反应室相连通，所述空心管的所述一端的内侧至所述伸缩组件与所述反应部件的连接处形成所述蒸发室。

3.根据权利要求2所述的气相团簇反应装置，其特征在于，所述蒸发部件还包括分流器，所述分流器设于所述伸缩组件与所述反应部件的连接处。

4.根据权利要求3所述的气相团簇反应装置，其特征在于，所述分流器为漏斗，所述漏斗的大口朝向所述反应部件，所述漏斗的小口朝向所述空心管。

5.根据权利要求2至4任一项所述的气相团簇反应装置，其特征在于，所述加热元件为陶瓷加热棒，该陶瓷加热棒穿入所述底座的孔中，所述底座和所述空心管均为导热材料构成。

6.根据权利要求2至4任一项所述的气相团簇反应装置，其特征在于，所述蒸发部件还包括热电偶，该热电偶插入所述底座的孔中，用于监测所述蒸发室的温度。

7.根据权利要求1至4任一项所述的气相团簇反应装置，其特征在于，所述蒸发部件设于所述反应部件的反应室下方，所述反应部件为夹层结构，所述蒸发室通过所述夹层连通所述反应室。

8.根据权利要求7所述的气相团簇反应装置，其特征在于，所述反应部件包括反应管、连接套筒、漏斗、导流管和铜网，所述反应管内为所述反应室，所述连接套筒设于所述反应管外，所述连接套筒与所述反应管之间形成所述夹层，所述漏斗设置在所述反应管的一端，所述铜网设于所述反应管的另一端内侧，所述导流管自所述反应管内壁向所述反应管的中心轴延伸，所述导流管连通所述夹层，所述导流管位于所述铜网与所述反应管的一端之间，且临近所述铜网；所述连接套筒与所述反应管在位于所述反应管的另一端为所述反应开口端。

9.一种气相团簇反应系统，其特征在于，包括团簇制备装置与权利要求1至8任一项所述的气相团簇反应装置，所述团簇制备装置的团簇制备端与所述气相团簇反应装置的反应开口端间隔设于真空腔室中。

10.根据权利要求9所述的气相团簇反应系统，其特征在于，所述团簇制备装置包括磁控头距离调节杆和磁控溅射靶枪，所述磁控溅射靶枪包括磁控头，该磁控头用于连接金属靶材，以使所述金属靶材产生金属团簇；所述距离调节杆连接所述磁控溅射靶枪，所述距离调节杆能够沿反应方向前后移动，以调整所述磁控头的前后位置。

11.根据权利要求10所述的气相团簇反应系统，其特征在于，所述团簇制备装置还包括导轨，所述距离调节杆滑动设于所述导轨上；所述磁控溅射靶枪还包括磁控杆、溅射气体输送管、缓冲气体输送管和循环冷却水管，所述磁控杆一端连接所述磁控头，另一端与直流电源的阴极相连，所述磁控杆的外周连接所述磁控头距离调节杆；所述溅射气体输送管缠绕在所述磁控杆上，且其一端与金属靶材紧密接触；所述缓冲气体输送管直通离子源真空腔室；所述循环冷却水管连通所述磁控头内部。

12.一种利用权利要求9至11任一项所述气相团簇反应系统进行气相团簇反应的方法，其特征在于，所述方法包括：

使得磁控头上的金属靶材在电源及溅射气体的作用下，在靶材表面形成金属团簇离子，再使生成的金属团簇离子随着缓冲气体漂移到所述气相团簇反应装置，与所述气相团簇反应装置内气化的有机物反应。