[发明专利]前驱体涂布激光制备氮化钽膜装置及方法

权利要求书

1.前驱体涂布激光制备氮化钽膜装置，其特征在于：包括底座、喷笔和激光镜头模块，所述的喷笔和激光镜头模块设置在底座上；

所述喷笔包括笔管、设置在笔管前端的针头、罩住针头且与笔管旋接的笔帽以及设置在笔管后端的进料口；所述笔帽上设有与针头相配合的出料孔，旋动笔帽可调节针头与出料孔的间距；

所述进料口包括进气管以及设置在进气管上并相互导通的进液管；

所述激光镜头模块包括管状的壳体、设置在壳体内的第一凸镜、旋接于壳体前端的圆帽、卡嵌在圆帽上的第二凸镜以及设置在壳体后端的光纤波导；旋动所述圆帽可调节第一凸镜和第二凸镜的间距；所述光纤波导用于引入激光束；

所述装置还包括分别与所述进气管和进液管连接的两个流量调节阀；所述底座上设有镜头模块夹具，所述镜头模块夹具旋转设置在底座上。

2.根据权利要求1所述的前驱体涂布激光制备氮化钽膜装置，其特征在于：所述底座包括握柄和托板，所述握柄固定在托板的底部，所述的喷笔和激光镜头模块设置在托板上。

3.前驱体涂布激光制备氮化钽膜方法，其特征在于，采用权利要求1～2任一项所述的前驱体涂布激光制备氮化钽膜装置实现，包括：

S1：把基础材料固定好，然后使得喷笔在一固定距离垂直于基础材料的切面；调整激光镜头模块的角度，使得喷笔和激光镜头模块中心垂直线相交于基础材料表面，并确保激光束成像的表面积大过最终涂层着陆面积，激光束成像完全包围涂层着陆点；

S2：关闭进液管停止液体涂料的供应，打开进气管通高压载体气体，高压载体气体最终和激光束交于基础材料表面，维持基础材料表面的切面与喷笔在同一高度，并沿所需镀膜的表面以等速率做三维度的全面扫描；

S3：打开进液管供应液体涂料，打开进气管通高压载体气体，高压载体气体将液体涂料雾化并在笔管中混合成反应前驱体，反应前驱体喷射着落并与激光束交汇在基础材料表面；提高激光束能量并降低扫描速率，重复S2的扫描路径，维持喷笔与基础材料表面的切面在同一高度下，并沿所需镀膜的表面以等速率做三维度的全面扫描；基础材料表面受激光束照射而温度升高，反应前驱体被基础材料表面吸收并反应形成氮化钽；

其中，所述步骤S2和S3依次重复若干次；

所述液体涂料为液态有机胺钽；所述高压载体气体为氮/氨/氢混合气体、氮/一氧化氮/氢混合气体或氮/一氧化二氮/氢混合气体。

4.根据权利要求3所述的前驱体涂布激光制备氮化钽膜方法，其特征在于：所述步骤S2和S3依次重复2-5次。

5.根据权利要求3所述的前驱体涂布激光制备氮化钽膜方法，其特征在于：还包括步骤S4，其为关闭进液管停止液体涂料的供应，打开进气管通高压载体气体，提高激光束能量与降低扫描速率，重复S2的扫描路径，维持喷笔与基础材料表面切面在同一高度下，并沿基础材料表面以等速率做三维度的全面扫描；使得基础材料表面附着的氮化钽薄膜完成退火。