[实用新型]SILAR薄膜制备一体仪

说明书

技术领域

本实用新型具体涉及一种SILAR薄膜制备一体仪，属于实验设备技术领域。

背景技术

连续离子层吸附沉积（Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction，简称SILAR）是在化学浴技术基础上发展起来的一种薄膜制备工艺，因此有时也称为Modified Chemical Bath Deposition。该方法于1985年由法国科学家Y.K.Nicolau首创并应用于薄膜制备。目前连续离子层吸附沉积技术已被广泛的应用在硫族化合物薄膜的制备中。

连续离子层吸附沉积的具体工艺可分为四个步骤：1.将清洗干净的衬底浸入到阳离子前驱溶液中。由于一般氧化物衬底或硫化物薄膜的表面在pH约大于2的情况下带负电荷，因此在浸泡过程中衬底表面就会有一层金属离子吸附（一般金属离子会与衬底紧密接触作为内层，同时为了达到电荷平衡，阳离子前驱溶液中的阴离子会吸附在金属离子的外部）。2.吸附过程结束后将衬底用去离子水浸洗以去除在衬底表面吸附不牢的金属离子。3.将衬底浸入阴离子前驱溶液，由于热力学上的驱动力，扩散到衬底表面的阴离子就会与吸附在衬底表面的阳离子反应形成一薄层所需沉积的材料。4.用去离子水浸洗衬底以去除衬底表面吸附不好的离子。重复以上步骤就可得到不同制备周期的薄膜材料，通过控制制备周期即可控制薄膜的厚度。

由连续离子层吸附沉积的制备工艺可知：连续离子层吸附沉积具有工艺简单、制备成本低、材料利用率高、薄膜厚度可控，可制备大面积均匀薄膜、可沉积复合薄膜等优点。但该方法沉积速率慢（每一制备周期中吸附、反应、浸洗过程均需要一定的时间），薄膜容易受氧元素污染（当所制备的薄膜为硫化物或硒化物薄膜时）等缺点。

目前市场上尚无相关的实验设备，研究人员在实验时多为手工操作。由于循环次数较多，常常需要大量时间和精力，实验参数也无法精确控制。且实验一般在敞开的环境下进行，薄膜更容易受到氧元素的污染及外界条件的影响。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术不足，提供一种实验室用SILAR薄膜制备一体仪。

本实用新型为解决上述实用新型目的采用如下技术方案：

 一种SILAR薄膜制备一体仪，包括薄膜制样室以及管式炉，薄膜制样室与管式炉的一端通过外部石英管道连通，所述薄膜制样室内分别安装制模装置以及推料装置，所述制模装置包括升降柱，升降柱上部设置旋转支架，旋转支架端部设置衬底夹，用于夹住待制备薄膜的衬底样品，对应支架端部位置均匀布置至少3个溶液槽；所述推料装置用于将薄膜处理后的衬底样品通过石英管道推送至管式炉内；薄膜制样室开设有操作口，所述操作口用于放置或者移动衬底样品至合适位置；薄膜制样室内设置真空或者尾气处理设备。

薄膜制样室外壁上设置自动控制面板，用于自动控制旋转支架的旋转、升降柱的升降；管式炉外壁上设置智能温控仪，用于调节管式炉的温度。

所述推动机械装置包括机械手、内部石英管道以及石英舟，内部石英管道与外部石英管道连通设置，操作口用于将薄膜处理后的衬底样品放置于石英舟上，所述机械手用于推送石英舟至管式炉内。

所述管式炉的另一端连接设置真空或者尾气处理设备。

所述旋转支架至少有2个端部。

所述薄膜制样室内还设置有水浴槽，所述溶液槽放置在水浴槽中，水浴的温度通过自动控制面板调节。

本实用新型的有益效果为：

    节省研究人员的时间和精力，利用自动控制系统精确控制实验参数；薄膜制备一体化连续进行，效率高，环境因素影响小，薄膜质量好；可标准化实验参数，可实现规模化工业生产；拥有可拆卸式备用多头支架，可满足不同的薄膜制备要求。

附图说明

图1是本实用新型SILAR薄膜制备一体仪的结构示意图；

图2是薄膜制样室结构示意图。

图中：1，薄膜制样室；2，管式炉；3，自动控制面板；4，智能温控仪；5，内部石英管道；6，旋转支架；7，备用旋转支架；8，升降柱；9，溶液槽；10，外部石英管道；11，机械手；12，干燥剂及还原剂；13，水浴槽；14，石英舟；15，操作口；16，真空或者尾气处理设备。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。