[发明专利]深冷温度下的束诱导沉积

权利要求书

1.在深冷温度下使材料沉积到底材上的方法，该方法包括：

导引前体气体指向底材表面；

在前体气体存在下，采用粒子束辐照底材表面，前体气体在粒子束存在下发生反应，从而使材料沉积在底材表面上；

其特征在于

使底材冷却到所要求的低于-50℃，更优选低于-130℃的深冷温度；

前体气体选自熔点低于所要求的深冷温度的一类化合物。

2.权利要求1的方法，其中前体气体选自熔点相当接近于但低于所要求的深冷温度的一类化合物。

3.前述权利要求中任何一项的方法，其中前体气体的熔点比所要求的深冷温度低至少10℃。

4.前述权利要求中任何一项的方法，其中前体气体包括具有下述分子的化合物，所述分子在粒子束存在下将离解而形成沉积物和气态副产物。

5.权利要求4的方法，其中气态副产物的熔点低于样品温度。

6.前述权利要求中任何一项的方法，其中前体气体选自在所要求的深冷温度下粘着系数小于1.0的一类化合物。

7.前述权利要求中任何一项的方法，其中前体气体选自在所要求的深冷温度下粘着系数在0.5～0.8之间的一类化合物。

8.前述权利要求中任何一项的方法，其中前体气体选自如下一类化合物，在所要求的深冷温度下，所述化合物将在被吸附到底材表面的前体分子与解吸自底材表面的前体分子之间达到平衡。

9.权利要求8的方法，其中在底材表面上形成少于1～2个气体分子单层时达到平衡。

10.权利要求1的方法，其中前体气体包括丙烷，并且所要求的深冷温度在-50℃～-180℃，更优选-130℃～-180℃之间。

11.权利要求1的方法，其中前体气体包括己烷，并且所要求的深冷温度在-50℃～-85℃之间。

12.权利要求1的方法，其中前体气体包括烷烃、烯烃或炔烃。

13.权利要求12的方法，其中前体气体包括乙烯或乙炔。

14.权利要求1的方法，其中前体气体包括卤代烷烃、氟碳或卤仿。

15.权利要求14的方法，其中前体气体包括二氟甲烷、四氟化碳或三氟化碳。

16.前述权利要求中任何一项的方法，其中在前体气体存在下，采用粒子束辐照底材表面，使前体气体在粒子束存在下发生反应，从而使材料沉积在底材表面上，包括在有前体气体存在下，采用粒子束辐照底材表面，使前体气体在粒子束存在下发生反应，从而使部分样品焊接到另一个表面上。

17.前述权利要求中任何一项的方法，其中材料以每μm²底材表面上至少0.6 nm/s的速率被沉积到底材表面上。

18.前述权利要求中任何一项的方法，其中被沉积材料包括碳。

19.前述权利要求中任何一项的方法，其中底材包括生物底材或冰。

20.前述权利要求中任何一项的方法，其中粒子束包括束能为至少5 keV的电子束。

21.权利要求1～10中任何一项的方法，其中样品是玻璃化的生物样品，并且所要求的深冷温度低于-130℃，该方法还包括：

采用离子束使样品脱离底材；

移动微探针使之接触样品；

导引前体气体指向样品，并在前体气体存在下辐照样品，使样品附着到微探针上；

使带有附着样品的微探针抬离底材；

移动微探针，以便样品与样品支持器上所要求的位置接触；

导引前体气体指向样品，并在前体气体存在下辐照样品，使样品附着到微探针上；

使微探针与样品分离；和

在进行前述步骤时将样品保持在-130℃的温度下。