[发明专利]一种制备单一或壳核结构纳米粒子及其薄膜的设备和方法

权利要求书

1.一种制备单一或壳核结构纳米粒子及其薄膜的设备，包括外圆柱形玻璃腔体、靶源、机械泵和分子泵，其要点是：在外圆柱形玻璃腔体内部的上部装配带有一个锥形出口的腔体，简称锥形腔体，锥形腔体的顶端朝下并开有一个孔为出口，孔的下方设有基板，外圆柱形玻璃腔体底部外接机械泵、分子泵和真空计，玻璃腔体外壁缠绕有射频电感耦合线圈，射频电感耦合线圈外接射频电源；锥形腔体内装有直流或射频磁控溅射靶源，锥形腔体靠内壁的一侧有一个惰性工作气体通道，锥形腔体外壁与外圆柱形玻璃腔体内壁之间是制备壳核结构纳米粒子时的修饰气体通道。

2.根据权利要求1所述的一种制备单一或壳核结构纳米粒子及其薄膜的设备，其特征在于所述的外圆柱玻璃形腔体的内径为50～200mm。

3.根据权利要求1所述的一种制备单一或壳核结构纳米粒子及其薄膜的设备，其特征在于所述的锥形腔体的内径为40～100mm，锥形腔体的锥角为30～45°，锥体顶端的孔径为1～5mm。

4.根据权利要求1所述的一种制备单一或壳核结构纳米粒子及其薄膜的设备，其特征在于所述的外圆柱形玻璃腔体和锥形腔体的中心轴线在同一条直线上。

5.采用如权利要求1所述的设备制备单一结构纳米粒子及纳米粒子薄膜的方法，其特征在于按照以下步骤进行：

（1）打开真空计，实时检测外圆柱形玻璃腔体内的压强，打开机械泵，待真空度为1~10Pa时，打开分子真空泵，当真空度为10^-3~10^-4Pa时，向惰性工作气体通道通入氩气； 

（2）打开靶材溅射用的直流或射频电源，靶材溅射产生的纳米粒子从锥形腔体顶端的孔中喷出，并沉积在孔下方的基板上，形成纳米粒子及纳米粒子薄膜。

6.根据权利要求5所述的制备纳米粒子及纳米粒子薄膜的方法，其特征在于向惰性工作气体通道通入氩气，其通入量使得外圆柱形玻璃腔体的真空度为1~5Pa。

7.采用如权利要求1所述的设备制备壳核结构纳米粒子及其薄膜的方法，其特征在于按照以下步骤进行：

（1）打开真空计，实时检测外圆柱形玻璃腔体内的压强，打开机械泵，待真空度为1~10Pa时，打开分子泵，当真空度为10^-3~10^-4Pa时，向惰性工作气体通道通入氩气，然后向表面修饰气体通道通入对纳米粒子进行表面修饰的气体； 

（2）打开与电感耦合线圈相连的射频电源，外圆柱形玻璃腔体内产生等离子体，打开靶材溅射用的直流或射频电源，靶材溅射产生的纳米粒子从锥形腔体顶端的孔中喷出，经过等离子体修饰处理后沉积在孔下方的基板上，形成壳核结构的纳米粒子及纳米粒子薄膜。

8.根据权利要求7所述的制备壳核结构纳米粒子及薄膜的方法，其特征在于向惰性工作气体通道通入氩气，其通入量使得外圆柱形玻璃腔体的真空度为1~5Pa。

9.根据权利要求7所述的制备壳/核结构纳米粒子及薄膜的方法，其特征在于向纳米粒子表面修饰气体通道通入用于对纳米粒子表面修饰用的气体，所述的表面修饰气体采用氩气与氧气，氩气与氢气，氩气与氮气或氩气与氨气以任意比例混合的混合气体，混合气体的分压为0.1~1Pa。