制备层合异质结聚合性装置的方法

摘要

本发明公开了用于生长多层聚合物型异质结装置的方法，所述方法利用选择性断裂C-H键或Si-H键而不断裂其它键导致快速固化以制备具有通过常规溶液型沉积方法沉积的聚合物异质结的层合聚合物装置。在一个实施方案中，保持氢等离子体，并使用电场抽取质子，以将它们加速至合适的动能。质子进入漂移区，与气相中的分子氢碰撞。连串碰撞产生高流量的超高温分子氢，其流量比从氢等离子体中抽取的质子流量高许多倍。通过漂移区中的氢压力和通过漂移区的长度容易地控制超高温分子氢相对于质子的标称流量比。质子的抽取能由这些超高温分子共用，使得超高温分子氢的平均能量由质子的抽取能和标称流量比容易地控制。由于与质子不同，超高温分子氢射弹不带有任何电荷，所以可将高流量的超高温分子氢的流体用以对电绝缘产品和导电产品进行工程表面改性。在典型实施方案中，使用溶液型沉积方法在基质上缩合具有期待的化学官能团或化学官能团组，并具有期待的电学性质的有机前驱物分子(或硅酮或硅烷分子)。由来自氢等离子体的高流量超高温分子氢轰击分子层。由于来自超高温氢射弹对前驱物分子中的氢原子的能量沉积的动力学选择性，C-H键或Si-H键由此优先断裂。所引起的交联反应产生稳定的分子层，其保留由前驱物分子给予基质的所期待的化学官能性和电学性质。由此分子层固化并易于形成其它的分子层，以制备通常包括一个或多个聚合物异质结的聚合物装置。

主权项

制备异质结聚合性装置的方法，其包括以下步骤：a)在基质表面上沉积含有聚合物‑形成分子的层，所述聚合物‑形成分子具有C‑H键和Si‑H键中的任一个或其组合；b)产生具有1eV‑100eV范围的动能的超高温中性分子氢流，通过以下步骤形成所述超高温中性分子氢流：形成等离子体并从所述等离子体中抽取具有50eV至1keV能量的质子流，并将所述质子流导向引入有分子氢的腔室中，保持所述腔室中分子氢的压力，使得所述分子氢的平均自由程相比所述腔室的尺寸充分小，使得已从所述质子得到能量的所述分子氢与其它氢分子进行多次碰撞，由此将能量给予所述其它的氢分子，以产生所述超高温中性分子氢流，其中将所述基质设置在所述腔室中，并与所述质子流进入所述腔室的进口相间隔；并将所述超高温中性分子氢流导向所述层，使得超高温中性分子氢轰击包含C‑H键和Si‑H键中的任一个或其组合的分子时，C‑H键和Si‑H键选择性断裂，产生聚合物‑形成分子的交联，以在所述基质上形成经固化的聚合物层；和c)以选定次数重复a)和b)步骤以制备异质结聚合性装置，所述装置具有所述选定次数值的一层在另一层之上形成的固化聚合物层数。