一种用于双靶双激光蒸发的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于团簇技术领域，具体公开了一种用于双靶双激光蒸发的装置，用于双激光蒸发双靶的二元金属团簇源，解决了激光蒸发金属团簇源产生团簇种类单一的问题。包括：竖直的立方体结构的金属块。所述金属块内部设有中空结构，金属块一侧设有两个结构相同的样品靶孔，金属块另一侧设有两个结构相同的激光孔；金属块上部和下部均开设有与中空结构相通的载气通道。通过该装置可以使两种不同的金属样品被两束完全独立可控的激光所蒸发，利用金属等离子体的时间与空间重叠混合，得到两种金属掺杂的团簇离子，还可以通过对激光能量的单独控制，实现对混合过程的良好控制。实现对混合过程的良好控制。实现对混合过程的良好控制。

【技术实现步骤摘要】
一种用于双靶双激光蒸发的装置


[0001]本技术涉及团簇离子源
，尤其涉及一种激光蒸发团簇离子源。

技术介绍

[0002]双金属纳米团簇具有中心作用，其物理和化学性质依赖于组成特性和尺寸大小。在纳米科学与技术、表面化学、催化科学以及特殊材料领域都有着广泛的研究背景。目前研究的一个主要方向是关于合金团簇几何、电子结构及物理化学性质的研究。
[0003]成功制备出气相团簇离子是研究的关键。早期的二元金属团簇源用仅限于单一温度和相应的蒸汽压力的加热炉对掺杂好的合金样品进行蒸发成簇。后来使用双筒热炉来对两种金属样品分别加热，实现了对温度的单独控制，达到了更大范围的混合比例，但只能应用于产生低沸点金属的热团簇。后来发展的激光汽化源替代了热炉源。其基本原理是使聚焦激光的能量作用在固体表面，发生热离子发射和中性粒子蒸发，再用超声膨胀或惰性气体碰撞将其冷却，凝聚成团簇。激光蒸发团簇源可以用于制备任何难熔材料的团簇束,大大拓宽了团簇研究的范围。
[0004]现有技术中，使用激光蒸发金属离子团簇源产生二元金属团簇只局限于合金材料，无法得到难以制备成合金的金属掺杂团簇。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种用于产生二元金属团簇的激光蒸发装置，解决了激光蒸发团簇离子源中对于难以制备成为合金的两种金属无法制备二元金属团簇的问题。
[0006]一种用于双靶双激光蒸发的装置，其特征在于，包括：竖直的立方体结构的金属块，所述金属块内部设有中空结构，金属块一侧设有两个结构相同的样品靶孔，金属块另一侧设有两个结构相同的激光孔，两个靶孔、两个激光孔位于不同轴线上，金属块上部和下部均开设有与中空结构相通的载气通道。靶头旋转时，激光会在样品表面形成圆形轨迹而不是一个固定的点，降低了激光对样品的损害，对样品进行更加充分的利用。
[0007]进一步地，所述金属块内部中空结构作为中空结构，载气通道位于中空结构两端，并与激光孔和样品靶孔垂直，中空结构直径大于两侧载气通道。更大直径的的中空结构为激光蒸发出的两种金属等离子体提供了充分的生长空间和混合空间，并使得载气的冷却效果更加明显；更小直径的载气通道降低了热量的扩散。
[0008]使用时，在样品靶一和样品靶二中放入实验所需不同种类的种类的金属，随样品杆插入到金属块的样品靶孔一和样品靶孔二中。两束独立的激光分别通过激光孔一和激光孔二照射在对应的样品表面，产生高温等离子体，等离子体在中空结构中充分的混合，惰性气体淬灭等离子体的温度，从而冷却成簇。
[0009]该装置能够用来制备种类广泛的二元金属团簇，中空结构保证两种金属等离子体的充分混合，帮助尺寸更大的金属掺杂团簇；使用两束独立的激光，可以针对不同材料单独控制激光能量，实现了对混合过程的良好控制。
附图说明
[0010]图1为本技术用于双靶双激光蒸发的金属块的剖面视图；
[0011]图2为本方案中用于双靶双激光蒸发的装置的剖面视图。
[0012]其中：1
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金属块，2
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样品靶孔一，3
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样品靶孔二，4
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激光孔一，5
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激光孔二，6
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中空结构，7
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载气通道，8
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隔热垫，9
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脉冲阀，10
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锥形喷嘴，11
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样品靶一，12
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样品靶二。
具体实施方式
[0013]下面的实施例将对本专利技术予以进一步的说明，但并不因此而限制本专利技术。
[0014]结合图2所示，一种用于双靶双激光蒸发的装置包括：竖直的立方体结构的金属块1，金属块1内部加工有中空结构6，金属块1左侧开设有两个水平的结构相同的样品靶孔2和3，金属块1右侧开设有两个水平的结构相同的激光孔4和5。激光孔穿过中空结构直通样品靶孔，直径小于样品靶孔，激光孔与样品靶孔位于不同轴线上，激光孔的轴线与样品靶孔的偏心位置正对。金属块1上部和下部均开设有与中空结构相通的载气通道7，并与激光孔4和5和样品靶孔2和3垂直，上下两侧载气通道的内径7小于中空结构6的内径。金属块1下端载气通道7外侧通过螺栓连接有脉冲阀9，脉冲阀9和金属块1之间放置有隔热垫8，隔热垫中心开有用于载气通过的圆孔；金属块1上端载气通道7外侧通过螺栓连接有锥形喷嘴10。脉冲阀的气孔、隔热垫的中心圆孔、金属块的中空结构和载气通道与锥形喷嘴保持同轴线并共同组成气路。
[0015]在使用时，在样品靶一11和样品靶二12中放入实验所需的不同种类的种类的金属，随样品杆插入到金属块的样品靶孔一2和样品靶孔二3中。两束独立的激光分别通过激光孔一4，激光孔二5，分别照射在对应的样品表面。惰性气体由脉冲阀9脉冲式喷出，通过隔热垫8圆孔和金属块下侧的载气通道进入金属块的中空结构6。由激光烧蚀产生的高温等离子体在中空结构6中与惰性气体混合。碰撞冷却凝聚混合金属蒸气，形成双金属团簇。当通过另一侧载气通道由锥形喷嘴10膨胀到真空中时，团簇进一步冷却，密度迅速下降导致团簇生长停止。
[0016]在本方案中，样品杆在步进电机带动下旋转，由于激光孔与样品靶孔位于不同轴线上，激光在金属样品靶上照射轨迹成圆形而不固定于一点，降低了激光对样品的损害，对样品进行更加充分的利用。
[0017]在本方案中，隔热垫8采用高温稳定、导热性低、密封性好的石墨材料，提高装置稳定性。
[0018]以上所述的仅是本专利技术的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本专利技术结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本专利技术的保护范围，这些都不会影响本专利技术实施的效果和专利的实用性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于双靶双激光蒸发的装置，其特征在于，包括：竖直的立方体结构的金属块，所述金属块内部设有中空结构，金属块一侧设有两个结构相同的样品靶孔，金属块另一侧设有两个结构相同的激光孔，两个靶孔、两个激光孔位于不同轴线上，金属块上部和下...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志凌，林青杨，
申请(专利权)人：山西师范大学，
类型：新型
国别省市：