[发明专利]用于提高叠层过程的控制和效率的方法、材料和设备

权利要求书

1.一种用于快速和高转换效率的沉积过程的方法，所述沉积过程形成用于叠层组合的半个双层，所述方法包括：

(a)形成沉积溶液层，所述沉积溶液包含在表面上具有厚度(d_沉积)的沉积材料，其中d_沉积设为：

C_S/(C_B·eff)≥d_沉积≥(C_S/C_B)

(b)保持沉积溶液和表面之间接触的最小等待时间(t_{沉积-最小})，其中在t_{沉积-最小}期间形成半个双层，且其中t_{沉积-最小}为：

t_{沉积-最小}≥C_S²/(C_B²·D)

其中：

C_S是期望的在表面上沉积材料的二维浓度；

C_B是沉积溶液中沉积材料的体积浓度；

d_沉积是在表面上沉积溶液层的厚度；

eff是沉积材料的转换效率，且eff大于0.03；且

D是沉积溶液中沉积材料的分散系数；

t_{沉积-最小}是最小等待时间，且t_{沉积-最小}小于10秒；

且形成的半个双层的厚度小于或等于沉积材料的单层的厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其包括向所述表面应用漂洗溶液来去除多余的沉积溶液，其中所述应用形成包含剩余漂洗溶液的剩余漂洗层。

3.根据权利要求2所述的方法，其包括去除保留在所述表面上的剩余漂洗溶液。

4.根据权利要求1所述的方法，其包括重复步骤(a)和(b)来形成包含多个半个双层的叠层组合薄膜。

5.根据权利要求1所述的方法，其中C_S是基于任意堆积的球体的表面浓度，其中覆盖面积为0.45-0.54。

6.根据权利要求2所述的方法，其中保留在表面上的剩余漂洗溶液的厚度小于5微米但大于500纳米。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积溶液层通过喷涂过程应用。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积材料包括纳米颗粒，且其中所述纳米颗粒的C_B为4×10¹⁹/cm³-2×10¹³/cm³。

9.根据权利要求1所述的方法，其中形成的半个双层显示出在至少16平方英寸区域中厚度或光学性质的变化小于3％。

10.一种用于沉积半个双层的方法，所述方法包括：

(a)应用包括第一沉积材料和第一溶剂的第一沉积溶液来在表面上形成沉积层，从而在沉积层中存在足够的材料来形成自我限制的半个双层；

(b)通过使沉积层与表面接触一段时间t_沉积，使第一沉积材料的涂层结合至表面并在表面上形成，其中形成的涂层是半个双层，且其中沉积层中第一沉积材料的浓度随第一沉积材料结合至表面而降低；

(c)向沉积层上应用漂洗溶液来形成剩余漂洗层，并使未结合的第一沉积材料从涂层上分散开一段时间t_漂洗，其中在t_漂洗期间靠近涂层的未结合的第一沉积材料的浓度降低；和

(d)任选地降低剩余漂洗层的厚度。

11.根据权利要求10所述的方法，其中步骤(c)和(d)重复z次来进一步去除未结合的沉积材料，其中每次重复使未结合的第一沉积材料从涂层上分散开，每次重复独立进行一段时间t_{漂洗_z}，其中z是整数指数。

12.一种形成叠层组合薄膜的方法，所述方法包括多次重复权利要求10所述的方法来制造多个堆叠的半个双层。

13.根据权利要求12所述的方法，其中叠层组合薄膜以高转换效率(eff)和快速的沉积-漂洗-沉积循环时间形成。

14.根据权利要求13所述的方法，其中eff大于0.03。