[其他]用于获得在固体表面上的纳米结构涂层的装置

说明书

本申请涉及用于形成表面活性化合物的单层和多层的Langmuir‑Blodgett膜的仪器和设备，具体为用于获得在固体表面上的纳米结构涂层的装置，其被用在电子产品、分子电子学元件和其他装置的高科技生产中，其操作是基于量子尺寸效应。本实用新型的目的在于开发提供用于获得具有特殊物理和化学特征的功能性涂层的连续加工的装置，当产品在使用中该装置保证其长期稳定性和耐磨性。该设定的目的通过使该装置配备提供用于清洁工作液体和将所清洁的工作液体供应到加工槽的连续处理的单元；单层形成系统；输送系统和提供用于由于物理吸附和化学反应而自动活化基片表面以及稳定表面上的层的附加系统。该装置的开发设计提供用于在基片的连续改良工艺中获得高质量的功能性涂层。

技术领域

本实用新型涉及用于在固体表面上形成表面活性剂(SA)的单层和多层的Langmuir-Blodgett膜的仪器和设备，其将被用在电子产品、分子电子学元件和其他装置的高科技制造中，其操作是基于量子尺寸效应。

当制造耐磨涂层、光子晶体、超薄绝缘导电膜、钝化保护涂层、传感层、各向异性光学涂层、干扰和极化滤光器等时，该装置能够用于产生具有特殊结构和可控层数的功能性复合涂层。

背景技术

目前，存在一些熟知的用于形成Langmuir-Blodgett膜的装置。这样的装置由容纳液体(亚相)的称为LB槽的容器、沿着槽边缘安装的具有运动可能性的表面线性障碍、用于测量单层的表面张力(表面压力)的传感器和用于移动基片的支撑件组成[1]。通常，该装置安装在防振底座上。

Langmuir-Blodgett方法包括在界面上形成固体单分子层以及将该层转移到基片表面。

为此目的，将一定体积的在挥发性溶剂中的膜形成基片溶液铺开(或分散，涂覆)到亚相表面上。在溶剂挥发之后，在水表面上形成SA的薄单分子膜，通过压缩障碍物的方法使该膜中的分子定向直至获得分子密排的固体膜。

在这样的装置中，由于基片穿过单层的竖直运动，单层被转移到基片(表面改性)上，以致由于通过线性障碍物以与改性(modifying)基片面积成比例的值自动压缩单层表面，在沉积处理中膜的压力保持恒定。

所描述的装置不能保证所改性层的无缺陷质量，其是由于化合物在液体的弯月面中的聚集(当后者与竖直定向的基片接触时)引起的；这里，适合于形成无缺陷涂层的SA 的选择是受限制的，并且待改性的表面积的大小不超过几十平方厘米，它是由基片浸区的大小决定的。

此外，由于将形成膜的SA的新部分铺开到液体表面的方法的循环特性，通过所描述的装置来组织连续的沉积处理是不可能的。

保证将单分子SA膜沉积到位于带基的基片上的连续处理的装置[2]也是已知的。所述装置由特氟龙贮液槽(cuvette)、将槽分成两个区间的旋转圆柱形形障碍物，两个表面压力传感器、自动化分配器以及由三个辊子(roll)组成的带状运输机械(柔性的带状聚合物基片紧固到其上)组成。这里，其中一个滚筒浸入亚相中。

这个装置的操作原理包括用工作液体填充槽，以及来自分配器的SA铺开到没有带- 运输机械的区间(铺开区间)中。

在溶剂从水表面挥发之后，两性分子转移到具有带-运输机械的区间(沉积区间)并且通过圆柱形障碍物的旋转组织成单层。一旦在物质沉积区间中的表面压力到达与单层的有序状态对应的值，带式运输机械允许待通过SA层的基片自动转换。

通过使圆柱形障碍物的旋转伴随来自分配器的分子铺开与带-运输机械的操作(其运动通过表面张力传感器处于反馈控制下)的同步实现单层沉积方法(process)的连续性。

已知装置的缺陷在于不可能在连续工艺(process，处理)中使大小超过几百平方厘米的固体平坦表面改性。此外，这个装置不提供固体基片以相对于液面的小角度的自动沉积，其同样不利地影响所沉积涂层的质量。