一种具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜的制备方法与流程

技术特征：
1.一种适用于医疗器械的具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对基底进行超声清洗和干燥处理，然后将其装夹在试样托盘上，并送入溅射腔体；2)将金属靶材和非金属靶材安装在具有非平衡磁场的靶位上，并将溅射腔体抽至预定的本底真空度；3)以高纯氩气为工作气体，在预定温度下通过控制非金属靶和金属靶功率比范围为1.5:1～5:1，溅射金属靶和非金属靶，使材料原子沉积在以一定速度自转的试样盘上；4)试样盘在溅射腔体中随炉冷却至室温后取出，获得具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜；步骤2)中，本底真空度为1
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10-5～3
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10-4pa；步骤3)中，工作气压为0.1～0.3pa；溅射的预定温度为30～100℃；步骤3)中，所述溅射过程，所加负偏压为-80～-100v，溅射时间为80～130min。2.根据权利要求1所述的一种适用于医疗器械的具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述基底为p型单晶硅、蓝宝石、导电玻璃、pet、有机玻璃或石英片中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种适用于医疗器械的具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属靶材料包括铜、银、金、铂、钌、铱、铑或铝；所述非金属靶材料包括氧化物、氮化物或碳化物；所述氧化物为氧化铝、氧化锌、氧化硅、氧化钛或氧化钨，所述氮化物为氮化硅、氮化铝、氮化钛或氮化锆，所述碳化物为碳化硅、碳化钛、碳化钨或碳化铬。4.根据权利要求1所述的一种适用于医疗器械的具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中，高纯氩气纯度为99.999％。5.根据权利要求1所述的一种适用于医疗器械的具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述溅射过程，金属靶和非金属靶均使用射频电源溅射，其中金属靶的溅射功率范围为20～40w，非金属靶的溅射功率范围为50～130w。6.根据权利要求1所述的一种适用于医疗器械的具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中，试样盘的自转速度为10度/秒。7.根据权利要求1所述的一种适用于医疗器械的具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤4)中，样品的冷却在0.1～0.3pa的氩气气氛下进行。8.根据权利要求1所述的一种适用于医疗器械的具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜的制备方法，其特征在于，所得到的复合薄膜中，金属阵列为纳米晶结构，非金属阵列为纳米晶结构或非晶结构；金属阵列和非金属阵列交错排布，阵列尺寸在2～11nm，金属阵列体积比20％～70％。

技术总结
本发明公开了一种适用于医疗器械的具有垂直阵列结构的金属/非金属复合薄膜的制备方法，该方法是通过射频磁控溅射共沉积技术制备金属/非金属复合结构薄膜，通过严格控制工艺过程中的非金属靶/金属靶功率比条件来实现对金属阵列尺寸、体积比的大范围调控；本工艺过程环境友好，简单易行，不需要借助模板，对基底无特殊要求，室温下即可得到的不同形态、尺寸和结晶态的金属/非金属垂直阵列结构，在医疗器械表面等领域都具有良好的应用潜力和前景，为垂直阵列结构的复合薄膜的高端医疗领域应用提供了新的技术思路。用提供了新的技术思路。用提供了新的技术思路。


技术研发人员：王志博 张恩永 张冉 宋忠孝 骆瑜
受保护的技术使用者：王志博
技术研发日：2022.05.12
技术公布日：2022/7/15