分立掩模镀膜法获得分立成分分布 “高通量组合材料芯片”：受 集成电路芯片与基因芯片启发， 在一块基底上，以任意元素为 基本单元，通过设计，组合集 成并且快速表征多达10-108 种成分、结构、物相等 (8.16) > 可获得任意成分分布。 1,1)M1 M2 M3 M4 不受组元数限制 成分分布完全可控， M5 M6 M7 “二进制”、“四进 由各成分厚度决定 制”分立掩膜模板 指甜描用 “A Combinatorial 成分覆盖跨度和邻点 Approach to Materials 间差别可以大 Discovery" N=4 X.-D.Xiang et al.,Science > 各点成分均匀 26 268,1738(1995)
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering “二进制”、“四进 制”分立掩膜模板 可获得任意成分分布。 不受组元数限制 成分分布完全可控， 由各成分厚度决定 成分覆盖跨度和邻点 间差别可以大 各点成分均匀 分立掩模镀膜法获得分立成分分布 26 “A Combinatorial Approach to Materials Discovery" X.-D. Xiang et al., Science 268, 1738 (1995). “高通量组合材料芯片”：受 集成电路芯片与基因芯片启发， 在一块基底上，以任意元素为 基本单元，通过设计，组合集 成并且快速表征多达10-108 种成分、结构、物相等
高通量实验：超导材料筛选 400 40 30 BiCuCaSO. 9量0 300 20 00000 200 0M00 0000a “A Combinatorial BiPbOuCagrO 100 (a Approach to Materials 0 十++++十++++十++++十++++ 0 Discovery" 80 X.-D.Xiang et al., BiCgCao Science 268,1738 40 (1995). g 20 0 1350 150 13 100 20 50 1200 +++++++ 1150 。，。 ，。。 50 100 150 200250 300 Temperature(K)
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering 高通量实验:超导材料筛选 0 20 40 60 80 BiCuSrCaOx (b) 0 50 100 150 1150 1200 1250 1300 1350 ( BiCuSrCaCuCaOx BiCuCuSrCaCaOx (c) 0 2 4 6 8 10 0 50 100 150 200 250 300 YBa2Cu3Ox (d) 0 10 20 30 40 0 100 200 300 400 BiPbCuCaSrOx BiCuCaSrOx (a) Resistance ( Resistance ( Temperature (K) “A Combinatorial Approach to Materials Discovery" X.-D. Xiang et al., Science 268, 1738 (1995)
连续掩模镀膜法获得可控连续成分分布 特点：在镀膜均匀前提下 一成分连续线性分布，与厚度成正比 不受组元数限制 一无需了解沉积分布曲线 target 成分分辨率可达到0.1-1at% Substrate rotate12o° 一无复杂模板 Moving mask< - 可实现0-X%分布 Rotation120° 分布完全可控 Continuous masking Material C Material B Moving mask Material A d<0.5mm Substrate 与工程学院 28 School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering • 特点 ：在镀膜均匀前提下 – 成分连续线性分布，与厚度成正比 – 不受组元数限制 – 无需了解沉积分布曲线 – 成分分辨率可达到0.1-1at% – 无复杂模板 – 可实现0-X%分布 – 分布完全可控 连续掩模镀膜法获得可控连续成分分布 28 Substrate rotate120o Rotation 120o Moving mask d<0.5mm Moving mask target Substrate A B CC Material B Material C Continuous masking Material A
控制电机 Rotate120° 离子束组合材料 遮板俯视图 芯片制备系统 Rotate120° 溅射离子源 观察窗 储靶腔1 取样口 换样腔 加热源 45° 分子泵 热处理腔 前级机械泵 机械传 样品过渡腔 换靶腔 动装置 制备腔 机械传 v 动装置 样品 分子泵 观察窗 前级机械泵与上程学呢 School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering Rotate120o Rotate120o 遮板俯视图 控制电机 换靶腔 观察窗 机械传 动装置 观察窗 储靶腔 离子束组合材料 芯片制备系统 机械传 动装置 前级机械泵 分子泵 前级机械泵 分子泵 热处理腔 加热源 溅射离子源 制备腔 45° 样品过渡腔 取样口 换样腔 样品
N 60 70 80 School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering Fe Ni Co