基于纳米团簇束流沉积系统制备TiO₂纳米颗粒减反膜的方法

摘要

一种基于纳米团簇束流沉积制备TiO2纳米颗粒减反膜的方法，包括以下步骤：（a）将基片固定于高真空沉积室内的基座上；（b）将整个团簇束流沉积系统抽真空，向冷凝室内充入惰性气体，通过原子化器产生高密度Ti原子,Ti原子在惰性气体中成核生长形成Ti团簇，依次通过喷嘴和准直器形成高度定向的Ti纳米团簇束流；（c）纳米团簇束流斜入射对基片沉积，利用纳米粒子在斜入射沉积过程中产生的自掩模效应形成多孔结构，在沉积过程中高真空沉积室内通入氧气，使Ti纳米颗粒薄膜氧化为TiO2纳米颗粒薄膜，或采用沉积/氧化交替进行的方式，使TiO2纳米颗粒在基片上达到所需的覆盖率及层数。本发明方法具有可控性强、工艺简单、成本低、高效率等特点。

主权项

一种基于纳米团簇束流沉积系统制备TiO2纳米颗粒减反膜的方法，其制备方法步骤如下：（a）将表面光洁的基片（7）固定于高真空沉积室（9）内的可旋转的基座（10）上；（b）气体聚集法团簇束流源（2）连接到真空室（12）上，气体聚集法团簇束流源（2）采用气体聚集法产生团簇束流，利用抽气系统的机械泵、罗茨泵和分子泵对团簇束流沉积系统抽真空，在冷凝室（5）中通入50~500Pa惰性气体（1），通过原子化器（3）产生高密度Ti原子, Ti原子在惰性气体（1）中成核生长形成Ti团簇，通过第一级差分真空系统（11）使冷凝室（5）中的Ti团簇随惰性气体经喷嘴（4）喷出到真空室（12）中，形成Ti团簇束流，由第二级差分真空系统（13）使Ti团簇束流经过第一准直器（6）和第二准直器（6）进入高真空沉积室（9）内，形成高度定向的纳米团簇束流（8）； （c）旋转高真空沉积室（9）内的基座（10），使基片（7）表面法线方向与纳米团簇束流（8）成0~85°夹角，利用斜入射沉积产生的自掩模效应，形成多孔的Ti纳米颗粒薄膜；（d）在沉积过程中高真空沉积室（9）内通入10~50Pa的氧气，使基片（7）表面的Ti纳米颗粒薄膜氧化为TiO2纳米颗粒薄膜，或采用沉积/氧化交替进行的方式，先在真空条件下沉积一层Ti纳米颗粒，然后停止沉积，通入氧气氧化，完成氧化后抽除氧气，继续真空沉积，通过这样的沉积/氧化循环，使TiO2纳米颗粒在基片（7）上达到所需的覆盖率及层数，停止沉积。