[发明专利]一种纳米团簇的束流密度控制装置及其使用方法

权利要求书

1.一种纳米团簇的束流密度控制装置，其特征在于，包括冷凝腔(1)、差分真空腔(5)和沉积腔(12)，所述冷凝腔(1)内设置有气管(2)、溅射枪(3)和液氮喷管(4)，所述冷凝腔(1)内设置有罗茨泵(6)，所述差分真空腔(5)和沉积腔(12)内均设置有分子泵，所述冷凝腔(1)和差分真空腔(5)之间设置有气动力喷头(8)；

所述差分真空腔(5)与沉积腔(12)之间设置有锥形体(9)，所述锥形体上设置有束流约束小孔(10)和束流密度控制装置(11)；

所述束流密度控制装置(11)由束流分流通道和用于调节束流分流通道的控制装置两部分构成；

所述束流分流通道包括设置在锥形体(9)上的第一分流孔(117)，转动连接在锥形体(9)上的挡板(112)，挡板(112)与锥形体(9)的连接处设置有电机并由电机驱动其旋转，设置在挡板(112)上的第二分流孔(118)；

所述第一分流孔(117)和第二分流孔(118)交错设置，所述挡板(112)与锥形体(9)相贴时，所述第一分流孔(117)和第二分流孔(118)封闭；反之，则二者连通。

2.根据权利要求1所述的一种纳米团簇的束流密度控制装置，其特征在于，所述控制装置包括推杆电机(111)、隔板(113)、电极板(114)、固定板(115)和电场发生器(116)，所述电场发生器(116)与电极板(114)电性连接，所述推杆电机(111)设置在挡板(112)上且其推杆上设置有隔板(113)，所述隔板(113)上设置有固定板(115)，所述电极板(114)设置在固定板(115)上。

3.根据权利要求2所述的一种纳米团簇的束流密度控制装置的使用方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、开启罗茨泵(6)和分子泵(7)对冷凝腔(1)、差分真空腔(5)和沉积腔(12)进行抽真空，形成冷凝腔(1)、差分真空腔(5)和沉积腔(12)的压力逐渐减少；

步骤二、通过液氮喷管(4)向冷凝腔(1)内通入液氮，并等待冷凝腔(1)冷凝后，通过气管(2)冷凝腔(1)内填充缓冲气体和溅射气体，并开启溅射电源，开始溅射，原子与离子在缓冲气体中膨胀并冷凝，导致形核的发生并生长成为团簇；

步骤三、团簇通过气动力喷头(8)向差分真空腔(5)内喷射定向的团簇束流，团簇进入差分真空腔(5)内停止团簇生长，锥形体(9)将发散的尺寸分布不均的束流挡住，只留均匀分布的团簇束流继续飞行通过束流约束小孔(10)进入沉积腔(12)内；

步骤四、常态下挡板(112)与锥形体(9)贴合，第一分流孔(117)和第二分流孔(118)封闭，需要调节团簇束流密度时，开启驱动电机运行，挡板(112)旋转，致使第一分流孔(117)和第二分流孔(118)连通，开启电场发生器(116)，使得部分极性团簇束流穿过第一分流孔(117)、第二分流孔(118)沉积在电极板(114)上，此时束流约束小孔(10)输出的团簇束流减少；

步骤五、开启推杆电机(111)，推杆电机(111)驱动隔板(113)上下运动，隔板(113)向上运动时，隔板(113)上侧的第二分流孔(118)流量降低，隔板(113)下侧的流量增多。