[实用新型]一种有机分子的真空沉积装置

说明书

本实用新型涉及材料制备领域，一种有机分子的真空沉积装置，包括电喷雾装置、位移台、毛细管、真空腔体、离子聚束器I、离子聚束器II、静电偏向器、四极质量过滤器和样品台，离子聚束器I将真空腔体分为真空段I和真空段II，离子聚束器I位于真空腔体起始端一侧的真空段I中，离子聚束器II位于真空段II起始端一侧的真空段II中，离子聚束器I由三十块厚度为一毫米的金属环形电极组成，相邻电极用一毫米厚的绝缘片隔开，电极的内径从五十毫米到五毫米线性递减；离子聚束器II由六十个金属环形电极组成，相邻电极用二毫米厚的绝缘片隔开，其中前十个电极内径三十毫米，后五十个电极的内径从三十毫米到二毫米线性递减；挡板能绕外管和内管的轴线旋转。

技术领域

本实用新型涉及材料制备领域，尤其是一种具有特殊喷雾方法的一种有机分子的真空沉积装置。

背景技术

电喷雾沉积方法是一种用于沉积分子量较大且易分解的分子的方法，通过电喷雾装置使得包含有待沉积分子的溶液雾化，并使得分子带电而以离子形式进入真空系统，在电场或不同真空段的气压差的作用下运动并最终沉积到衬底上。现有技术缺陷一：采用气体分流器来分隔真空腔内的不同真空段，缺点是离子的透射率较低；现有技术缺陷二：电喷雾的质量流量输出较低。对于某些应用，还要考虑一些特殊的技术需求，比如沉积过程中避免衬底损坏，需要待沉积分子的动能较低，另外，需要避免中性粒子杂质污染衬底，所述一种有机分子的真空沉积装置能够解决问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型一种有机分子的真空沉积装置具有串联的离子聚束器以增加离子束流的透射率，另外，电喷雾装置具有可旋转的带缺口的挡板，通过调节挡板的位置，能够改变喷射出的雾化液滴的大小及喷雾形状。

本实用新型所采用的技术方案是：

所述一种有机分子的真空沉积装置主要包括电喷雾装置、位移台、毛细管、真空腔体、离子聚束器I、离子聚束器II、静电偏向器、四极质量过滤器和样品台，xyz为三维坐标系，电喷雾装置安装在位移台上能够三维移动，所述真空腔体为两段圆柱形真空腔呈90度连接而成、且具有初始端和末端，所述离子聚束器I、离子聚束器II、静电偏向器、四极质量过滤器、样品台依次均位于真空腔体内，静电偏向器位于真空腔的转角处，四极质量过滤器具有极板，样品台上具有衬底，所述真空腔体连接有多个真空泵组，使得在离子聚束器I处真空度1.0mbar、在离子聚束器II处真空度4×10^-2mbar、在静电偏向器处真空度1×10^-5mbar、在四极质量过滤器处真空度1×10^-7mbar；所述真空腔体的初始端连接有毛细管，电喷雾装置产生的液滴能够通过所述毛细管进入真空腔体，液滴中大部分溶剂被真空泵组抽出真空腔体外，液滴中的待沉积分子的离子包和带电杂质依次通过离子聚束器I、离子聚束器II到达静电偏向器，在静电偏向器中待沉积分子的离子包和带电杂质被偏转90度后，到达四极质量过滤器，而中性杂质不会被偏转，从而达到过滤效果；在四极质量过滤器中经过荷质比选择，带电杂质被偏转并与四极质量过滤器的极板碰撞而被过滤，最终仅有待沉积分子的离子包到达样品台上的衬底表面；电喷雾装置由外管、内管、挡板、进气口、液体入口组成，所述外管和内管均为圆柱形，外管的内径为3000微米，内管的外径为2700微米，所述外管和内管为同轴嵌套构型，外管和内管之间为液体通道，进气口和液体入口分别连接外管外壁并与液体通道连通，外管内壁具有分散的沿外管轴向的形状完全相同的凹槽，能够增大局域电场，离子聚束器I将真空腔体分为真空段I和真空段II，离子聚束器I位于真空腔体起始端一侧的真空段I中，离子聚束器II位于真空段II起始端一侧的真空段II中，离子聚束器I由三十块厚度为一毫米的金属环形电极组成，相邻金属环形电极用一毫米厚的绝缘片隔开，环形电极的内径从五十毫米到五毫米线性递减；离子聚束器II由六十个金属环形电极组成，相邻金属环形电极用二毫米厚的绝缘片隔开，其中前十个环形电极内径三十毫米，后五十个环形电极的内径从三十毫米到二毫米线性递减；所述挡板为直径2900微米的圆形金属板，且与所述内管的一侧端口同心，并将所述内管的一侧端口密封，挡板边缘具有形状相同的缺口，相邻的所述缺口之间的间距一致，挡板能够绕外管和内管的轴线旋转，以控制喷射束流，所述外管内壁的凹槽的数量为四到十二个，凹槽断面形状为半圆形或正方形或三角形；挡板上缺口的数量为四到十二个，缺口形状为半圆形或正方形或三角形，所述半圆形的半径范围30微米到50微米，所述正方形的边长范围40微米到60微米，所述三角形边长范围30微米到60微米。