[发明专利]一种快速光电响应材料金属/绝缘体嵌埋团簇膜及制造方法

权利要求书

1、一种快速光电响应材料金属/绝缘体嵌埋团簇膜，其结构的特征是：

(1)将尺寸为2～70nm的金属团簇嵌埋在绝缘介质CaF₂中；

(2)嵌埋金属的体积百分比为20％～70％；

(3)金属和绝缘体都具有多晶结构。

2、按照权利要求1所述的金属/绝缘体嵌埋团簇膜，其特征在于所嵌埋的金属团簇是Cu、Ag、Au或同类的金属埋在绝缘介质CaF₂中。

3、一种快速光电响应材料金属/绝缘体嵌埋团簇膜的制造方法，其特征包括：

(1)利用磁控溅射金属材料Cu、Ag、Au等产生团簇，同时蒸发绝缘介质直接形成包埋团簇膜，团簇的尺寸大小可直接通过改变溅射气压来控制；

(2)溅射区、差分抽气区、沉积区的气压对团簇形成的影响，各部分的气压分布为20～70Pa、5Pa和0.02～0.1Pa；

(3)需制备的团簇材料作为溅射电极，两个对靶直径为100mm，靶的厚度约为2～5mm，后面有一个环型磁铁，将溅射控制在磁铁周围，用水冷却，两靶之间的距离可调，一般使用距离为30～50mm；

(4)利用磁控溅射通常采用Ar和N₂为工作气体，溅射气压为20～70Pa，当对板磁控溅射电极上的电压加到一定的值(约1000V到1500V)时，就发生辉光放电等离子体，并且电极上的电压降至200V～400V，电流为1～2A；

(5)溅射出来的金属原子会聚集，并与电子及工作气体碰撞，有80％的金属团簇带电；

(6)金属团簇尺寸为2～70nm，含10³～10⁵个原子，具有纳米晶体结构；

(7)冷凝区的入口和出口直径为在5mm，并最后一级光阑(7)设计为锥状；

(8)在沉积区同时蒸发绝缘介质CaF₂，将所形成的金属团簇包埋，形成金属团簇膜。