本技術(shù)涉及共沉積工藝，特別涉及一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置。

背景技術(shù)：

1、分子束外延，即mbe，是生長(zhǎng)高質(zhì)量單晶薄膜和納米結(jié)構(gòu)的重要手段，蒸發(fā)源是分子束外延系統(tǒng)的重要組成部分，共沉積蒸發(fā)源是一種特殊類(lèi)型的蒸發(fā)源，用于分子束外延（mbe）中，它允許將兩種或多種材料同時(shí)蒸發(fā)并沉積在基底上，以形成復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)有助于制備復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)或合金材料，以及實(shí)現(xiàn)特定的結(jié)構(gòu)和性能需求。

2、相較于傳統(tǒng)的mbe蒸發(fā)源通常只能控制一種材料的蒸發(fā)，這限制了復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄膜的制備。而共沉積蒸發(fā)源技術(shù)的出現(xiàn)克服了這一限制，它允許在同一薄膜上同時(shí)沉積多種材料，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合、合金或多層結(jié)構(gòu)的制備。共沉積蒸發(fā)源的發(fā)展背景源于對(duì)復(fù)雜薄膜結(jié)構(gòu)需求的增加，這些結(jié)構(gòu)對(duì)材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能有著嚴(yán)格要求。通過(guò)使用共沉積蒸發(fā)源，研究人員能夠更加靈活地設(shè)計(jì)和制備具有特定功能和性能的薄膜材料，如磁性、光電性能等。

3、傳統(tǒng)的蒸發(fā)源，不同cell之間相互影響較大，不利于溫度的精準(zhǔn)調(diào)控，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂。因此，急需一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，放氣小，溫度調(diào)控精準(zhǔn)，適合在超高真空共沉積的分子蒸發(fā)源，以便于提高了蒸發(fā)源的穩(wěn)定性和易用性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高、極限溫度低、放氣嚴(yán)重以及不同cell相互容易影響等問(wèn)題。

2、一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，分子束外延用蒸發(fā)源裝置包括：氧化鋁基底、玻璃坩堝、燈絲、電極、水箱、支撐桿和法蘭；其中，所述玻璃坩堝內(nèi)盛有待蒸發(fā)原料；所述氧化鋁基底支撐所述淺坩堝；所述燈絲為高溫金屬材料，所述燈絲與所述電極接通；所述電極連接高壓電源；所述支撐桿連接所述支撐筒與所述法蘭。

3、優(yōu)選地，所述的一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，所述玻璃坩堝的深度不大于27mm。

4、優(yōu)選地，所述的一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，還包括設(shè)置于所述燈絲與所述玻璃坩堝之間的所述氧化鋁基底螺紋網(wǎng)狀加熱方式。

5、優(yōu)選地，所述的一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，所述氧化鋁基底螺紋網(wǎng)狀加熱方式的燈絲連接至所述電極。

6、優(yōu)選地，所述的一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，所述燈絲的材料為鎢，所述電極的材料為黃銅、錫青銅和缽青銅。

7、優(yōu)選地，所述的一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，還包括設(shè)置于所述燈絲與所述電極（之間的屏蔽短路連接件，設(shè)置于所述燈絲與所述氧化鋁基底之間以及所述水箱內(nèi)層中間。

8、優(yōu)選地，所述的一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，所述屏蔽短路連接件的材料為絕緣體材料，包括但不限于陶瓷、玻璃。

9、優(yōu)選地，所述的一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，還包括設(shè)置于所述氧化鋁基底與水箱之間接觸部分的高效率導(dǎo)熱接觸面，所述高效率導(dǎo)熱接觸面的材料為導(dǎo)熱材料，包括但不限于石墨烯、導(dǎo)熱硅膠片。

10、優(yōu)選地，所述的一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，所述水箱和支撐筒可配備冷卻水裝置，所述冷卻水裝置設(shè)置為所述水箱和支撐筒的水冷夾層裝置。

11、優(yōu)選地，所述的一種新型的分子束外延用蒸發(fā)源裝置，還包括測(cè)溫裝置，所述測(cè)溫裝置為熱電偶。

12、實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案可解決現(xiàn)有技術(shù)中蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能耗高，放氣嚴(yán)重以及不同cell相互容易影響的技術(shù)問(wèn)題；實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，使用玻璃坩堝加熱待蒸發(fā)原料，待蒸發(fā)原料受熱均勻，可提供穩(wěn)定的金屬蒸汽；氧化鋁陶瓷是絕熱耐高溫物質(zhì)，一方面可以承受高溫區(qū)的較高溫度，另一方面又將熱量與水冷分開(kāi)，保證中間高溫區(qū)的溫度不易損失，其上面為具有螺紋的固定結(jié)構(gòu)，保證鎢絲纏繞成穩(wěn)定形狀，這一設(shè)計(jì)加強(qiáng)了加熱的穩(wěn)定性和重復(fù)性；蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低能耗，利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；蒸發(fā)源設(shè)備小，放氣少；并設(shè)置熱電偶測(cè)溫裝置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控玻璃坩堝溫度；蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，可實(shí)現(xiàn)降低裝置整體成本的技術(shù)效果，大大提高了蒸發(fā)源的穩(wěn)定性和易用性。

技術(shù)特征：

1.一種分子束外延用蒸發(fā)源裝置，其特征在于：分子束外延用蒸發(fā)源裝置包括：氧化鋁基底、玻璃坩堝、燈絲、電極、水箱、支撐桿和法蘭；其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分子束外延用蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述玻璃坩堝的深度不大于27mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分子束外延用蒸發(fā)源裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述燈絲與所述玻璃坩堝之間的所述氧化鋁基底的螺紋網(wǎng)狀加熱方式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分子束外延用蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述氧化鋁基底螺紋網(wǎng)狀加熱方式上的燈絲連接至所述電極。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分子束外延用蒸發(fā)源裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述燈絲與所述電極之間的屏蔽短路連接件，設(shè)置于所述燈絲與所述氧化鋁基底之間以及所述水箱內(nèi)層中間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種分子束外延用蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述屏蔽短路連接件的材料是陶瓷或玻璃絕緣體材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分子束外延用蒸發(fā)源裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述氧化鋁基底與水箱之間接觸部分的高效率導(dǎo)熱接觸面，所述高效率導(dǎo)熱接觸面的材料為石墨烯或硅膠片導(dǎo)熱材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分子束外延用蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述水箱和支撐桿可配備冷卻水裝置，所述冷卻水裝置設(shè)置為所述水箱和支撐桿的水冷夾層裝置。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分子束外延用蒸發(fā)源裝置，其特征在于，還包括測(cè)溫裝置，所述測(cè)溫裝置為熱電偶。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種分子束外延用蒸發(fā)源裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高、放氣嚴(yán)重以及不同Cell之間相互容易影響等問(wèn)題。該蒸發(fā)源包括以下組件：氧化鋁基底、玻璃坩堝、燈絲、電極(航空插頭)、熱電偶、水箱、支撐桿和法蘭等。其中，玻璃坩堝內(nèi)盛有待蒸發(fā)原料；氧化鋁基底支撐淺坩堝；燈絲作為高溫金屬材料，與電極連接，電極連接高壓電源；支撐桿連接水箱與法蘭。通過(guò)采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可實(shí)現(xiàn)待蒸發(fā)原料均勻受熱，從而提供穩(wěn)定的材料蒸發(fā)，同時(shí)不同Cell之間相互影響較小，可同時(shí)蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)共沉積；燈絲具備加熱功能，使蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低能耗，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；蒸發(fā)源設(shè)備體積小，放氣量少；此外，設(shè)置了熱電偶測(cè)溫裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃坩堝溫度的建議和精確調(diào)控。

技術(shù)研發(fā)人員：李年強(qiáng),盧建臣,蔡金明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240418
技術(shù)公布日：2025/1/9