本發(fā)明涉及一種多組分復(fù)雜化合物的薄膜蒸鍍方法，同時也涉及相應(yīng)的薄膜蒸鍍設(shè)備，屬于薄膜蒸鍍。

背景技術(shù)：

1、物理氣相沉積(pvd)和化學(xué)氣相沉積(cvd)是兩種常見的鍍膜技術(shù)。pvd技術(shù)通常在真空環(huán)境下進行，通過物理方法將材料源(如固體或液體)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)原子或分子，然后利用低壓氣體或等離子體將這些氣態(tài)原子或分子沉積在基體表面。而cvd技術(shù)則是將反應(yīng)物氣化，通過化學(xué)反應(yīng)直接在基底上沉積形成與反應(yīng)物不同的物質(zhì)。

2、閃爍體是一類重要的探測器材料，廣泛應(yīng)用于核物理、醫(yī)學(xué)成像和天文學(xué)等領(lǐng)域。自1896年發(fā)現(xiàn)鎢酸鎘在輻射激發(fā)下能發(fā)出光信號以來，閃爍體材料的研究一直在持續(xù)發(fā)展。其中，摻鉈碘化銫(csi:tl)是一種典型的閃爍體材料，因其高閃爍效率、針狀膜層結(jié)構(gòu)和良好的光學(xué)特性，在醫(yī)療探測器中得到了廣泛應(yīng)用。

3、近年來，鈣鈦礦類閃爍體材料也受到了廣泛關(guān)注。例如，cscu2i3和cs3cu2i5因其出色的光致發(fā)光量子產(chǎn)率(plqy)和低余輝特性而受到青睞。這些材料通常通過雙源、多源蒸鍍或旋涂等方法制備成膜層。另一種備受關(guān)注的閃爍體材料是cs5cu3cl6i2，它在蒸鍍后容易形成針狀薄膜，這種結(jié)構(gòu)有助于減少散射并提高空間分辨率。

4、然而，由于cs5cu3cl6i2的多元素組合結(jié)構(gòu)，直接通過多源蒸鍍法保證各組分比例存在一定難度。目前，現(xiàn)有技術(shù)中常見的制備方法是先使用布里奇曼法制備cs5cu3cl6i2單晶，然后將單晶磨成粉末，再通過熱蒸鍍法制備薄膜。盡管這種方法可以確保蒸鍍組分的比例，但過程耗時且需要大量能量來維持爐內(nèi)長時間的高溫。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問題在于提供一種多組分復(fù)雜化合物的薄膜蒸鍍方法。

2、本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種多組分復(fù)雜化合物的薄膜蒸鍍設(shè)備。

3、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

4、根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供一種多組分復(fù)雜化合物的薄膜蒸鍍方法，包括如下步驟：

5、基于待蒸鍍薄膜的化學(xué)成分，配置所需的化合物粉末；

6、將所述化合物粉末按照預(yù)設(shè)的摩爾比例進行混合，以獲取混合物粉末；

7、將所述混合物粉末加入蒸鍍?nèi)萜鲀?nèi)，并封閉所述蒸鍍?nèi)萜鳎?/p>

8、將基板放置于蒸鍍盤上；其中，所述蒸鍍盤位于所述蒸鍍?nèi)萜鞯恼戏剑?/p>

9、通過控溫裝置將所述蒸鍍?nèi)萜骷訜嶂恋谝活A(yù)設(shè)溫度，并持續(xù)第一預(yù)設(shè)時長，以使得所述混合物粉末充分熔融反應(yīng)；其中，所述第一預(yù)設(shè)溫度位于所述混合物粉末的熔點與沸點之間；

10、當所述混合物粉末在所述第一預(yù)設(shè)溫度下持續(xù)加熱達到所述第一預(yù)設(shè)時長后，通過所述控溫裝置將所述蒸鍍?nèi)萜魃郎刂恋诙A(yù)設(shè)溫度，并打開所述蒸鍍?nèi)萜鏖_始蒸鍍；其中，所述第二預(yù)設(shè)溫度大于所述混合物粉末的沸點；

11、持續(xù)蒸鍍，直至達到第二預(yù)設(shè)時長或預(yù)設(shè)膜厚后，關(guān)閉所述控溫裝置；

12、冷卻至常溫，得到蒸鍍薄膜。

13、其中較優(yōu)地，所述待蒸鍍薄膜對應(yīng)多種配置組合，每一種所述配置組合中均包括多種化合物，并且每一種所述配置組合中各化合物的摩爾比例不同。

14、其中較優(yōu)地，所述待蒸鍍薄膜為cs5cu3cl6i2薄膜，所述多種化合物包括cscl、cucl和cui，并且cscl、cucl和cui的摩爾比例為5:1:2。

15、其中較優(yōu)地，所述待蒸鍍薄膜為cs5cu3cl6i2薄膜，所述多種化合物包括csi、cscl和cucl，并且csi、cscl、cucl的摩爾比例為2:3:3。

16、其中較優(yōu)地，所述第一預(yù)設(shè)溫度為380～420℃，所述第一預(yù)設(shè)時長不小于2小時。

17、其中較優(yōu)地，所述第二預(yù)設(shè)溫度不小于600℃，所述第二預(yù)設(shè)時長與所述混合物粉末的質(zhì)量呈正比。

18、其中較優(yōu)地，將所述混合物粉末加入蒸鍍?nèi)萜鲀?nèi)，具體包括：

19、在惰性氣體的保護下采用行星球磨機對所述混合物粉末進行充分研磨，以獲取磨細后的混合物粉末；

20、對磨細后的混合物粉末進行稱重，以將預(yù)設(shè)質(zhì)量的混合物粉末加入到所述蒸鍍?nèi)萜鲀?nèi)。

21、其中較優(yōu)地，當所述第一預(yù)設(shè)溫度和所述第二預(yù)設(shè)溫度設(shè)置完成后，在整個蒸鍍過程中數(shù)值保持不變。

22、根據(jù)本發(fā)明實施例的第二方面，提供一種多組分復(fù)雜化合物的薄膜蒸鍍設(shè)備，包括：

23、蒸鍍倉，具有可封閉的中空內(nèi)腔；

24、蒸鍍盤，設(shè)置于所述中空內(nèi)腔內(nèi)，以用于放置基板；

25、蒸鍍?nèi)萜?，設(shè)置于所述中空內(nèi)腔內(nèi)并位于所述蒸鍍盤的下方，以用于盛裝混合物粉末；

26、控溫裝置，設(shè)置于所述中空內(nèi)腔內(nèi)，并與所述蒸鍍?nèi)萜飨嘟佑|，以用于根據(jù)所述混合物粉末的化學(xué)成分，控制所述蒸鍍?nèi)萜鞯募訜釡囟群图訜釙r長；

27、其中，所述控溫裝置用于將所述蒸鍍?nèi)萜骷訜嶂恋谝活A(yù)設(shè)溫度，并持續(xù)第一預(yù)設(shè)時長，以使得所述混合物粉末充分熔融反應(yīng)；其中，所述第一預(yù)設(shè)溫度位于所述混合物粉末的熔點與沸點之間；

28、所述控溫裝置還用于將所述蒸鍍?nèi)萜骷訜嶂恋诙A(yù)設(shè)溫度，并持續(xù)第二預(yù)設(shè)時長，直至完成蒸鍍；其中，所述第二預(yù)設(shè)溫度大于所述混合物粉末的沸點。

29、其中較優(yōu)地，所述薄膜蒸鍍設(shè)備還包括：

30、真空機，與所述蒸鍍倉連通，以用于將所述中空內(nèi)腔抽至預(yù)定真空。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過簡化的單爐蒸鍍方法成功制備了cs5cu3cl6i2薄膜，該方法不僅省略了傳統(tǒng)的布里奇曼單晶制備過程，而且減少了工藝步驟和所需設(shè)備，降低了能源消耗，并提高了原料的利用率。此外，這種薄膜蒸鍍方法的操作簡單，具有廣泛的適用性，能夠用于其他在熔融或部分溶液狀態(tài)下可以發(fā)生反應(yīng)的材料，從而顯著提升了生產(chǎn)效率和材料的適用范圍。

技術(shù)特征：

1.一種多組分復(fù)雜化合物的薄膜蒸鍍方法，其特征在于包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的薄膜蒸鍍方法，其特征在于：

3.如權(quán)利要求2所述的薄膜蒸鍍方法，其特征在于：

4.如權(quán)利要求2所述的薄膜蒸鍍方法，其特征在于：

5.如權(quán)利要求3或4所述的薄膜蒸鍍方法，其特征在于：

6.如權(quán)利要求3或4所述的薄膜蒸鍍方法，其特征在于：

7.如權(quán)利要求1所述的薄膜蒸鍍方法，其特征在于將所述混合物粉末加入蒸鍍?nèi)萜鲀?nèi)，具體包括：

8.如權(quán)利要求2所述的薄膜蒸鍍方法，其特征在于：

9.一種多組分復(fù)雜化合物的薄膜蒸鍍設(shè)備，其特征在于包括：

10.如權(quán)利要求9所述的薄膜蒸鍍設(shè)備，其特征在于還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多組分復(fù)雜化合物的薄膜蒸鍍方法及設(shè)備。該方法包括如下步驟：基于待蒸鍍薄膜的化學(xué)成分，配置所需的化合物粉末；將該化合物粉末按照預(yù)設(shè)的摩爾比例進行混合，以獲取混合物粉末；將混合物粉末加入蒸鍍?nèi)萜鲀?nèi)，并封閉蒸鍍?nèi)萜鳎粚⒒宸胖糜谡翦儽P上；通過控溫裝置將蒸鍍?nèi)萜骷訜嶂恋谝活A(yù)設(shè)溫度，并持續(xù)第一預(yù)設(shè)時長，以使得混合物粉末充分熔融反應(yīng)；通過控溫裝置將蒸鍍?nèi)萜魃郎刂恋诙A(yù)設(shè)溫度，并打開蒸鍍?nèi)萜鏖_始蒸鍍；持續(xù)蒸鍍，直至達到第二預(yù)設(shè)時長或預(yù)設(shè)膜厚后關(guān)閉控溫裝置；冷卻至常溫，得到蒸鍍薄膜。本發(fā)明通過簡單的單爐蒸鍍即可完成薄膜制備，既減少了工藝的步驟，又減少了能源的消耗。

技術(shù)研發(fā)人員：丁致遠,張超,高建,崔志立
受保護的技術(shù)使用者：北京納米維景科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6