寧波國際材料基因工程研究院有限公司提出的此種制備方法，在較短時(shí)間內(nèi)，較低溫度下即可完成非晶態(tài)材料制備，大大降低了非晶態(tài)材料的制備成本，提高了制備效率。

集微網(wǎng)消息，新材料技術(shù)被視為“發(fā)明之母”和“產(chǎn)業(yè)糧食”，就在近日國內(nèi)高校在《自然》（Nature）雜志上發(fā)表了關(guān)于非晶態(tài)材料的相關(guān)研究成果，再次將非晶態(tài)材料推向了半導(dǎo)體研究的熱點(diǎn)。

非晶態(tài)材料是有序度介于晶體和液體之間的一種聚集態(tài)材料，非晶態(tài)材料不像晶態(tài)物質(zhì)那樣具有完善的近程和遠(yuǎn)程有序，而是不存在長(zhǎng)程有序，僅具有近程有序。非晶態(tài)材料制備需要解決兩個(gè)問題：其一是必須形成原子或分子混亂排列的狀態(tài)，再者必須將非晶態(tài)材料熱力學(xué)上的亞穩(wěn)態(tài)在一定的溫度范圍內(nèi)保存下來，使之不向晶態(tài)轉(zhuǎn)變。

在非晶態(tài)前驅(qū)體制備過程中，由于采用多層膜體系會(huì)在其不同材料界面上發(fā)生擴(kuò)散和結(jié)晶成核兩種過程，一旦成核便不易進(jìn)一步擴(kuò)散。但如果不控制所制備薄膜的厚度于擴(kuò)散-結(jié)晶臨界厚度以下，則無法避免熱處理過程中中間化合物的產(chǎn)生，阻礙擴(kuò)散的完全，這就需要額外的實(shí)驗(yàn)探索不同薄膜材料擴(kuò)散-結(jié)晶的臨界厚度，以便實(shí)驗(yàn)時(shí)控制所制備薄膜沉積臨界厚度，增加了實(shí)驗(yàn)工作量，降低了實(shí)驗(yàn)效率。

為了解決上述問題，早在16年寧波國際材料基因工程研究院有限公司就申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“一種非晶態(tài)材料制備方法”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01610050104.2），申請(qǐng)人為寧波國際材料基因工程研究院有限公司。

該專利提供了一種實(shí)驗(yàn)效率高、僅通過簡(jiǎn)單的材料沉積過程和低溫?zé)崽幚磉^程即可完成多種材料的均勻混合，進(jìn)而完成非晶態(tài)材料制備的制備方法。

圖1 非晶態(tài)材料制備方法的流程圖

上圖1是本專利提出的非晶態(tài)材料制備方法的流程圖，由于非晶態(tài)材料種類繁多，這里我們以鐵-硼-鋁(Fe-B-Al)非晶態(tài)合金材料的制備方法為例進(jìn)行說明。在Fe-B-Al非晶態(tài)合金材料的制備過程中，對(duì)于Fe、Al材料，我們通過磁控濺射方法進(jìn)行薄膜沉積，而對(duì)于B材料，我們選擇電子束蒸發(fā)法進(jìn)行薄膜沉積。

首先，在真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)Fe材料沉積源的沉積功率，同時(shí)調(diào)節(jié)Fe材料沉積源與基片之間的間距，通過磁控濺射方法在基片上進(jìn)行Fe材料薄膜沉積，保證基片上沉積的該層Fe材料薄膜厚度遠(yuǎn)小于Fe材料的擴(kuò)散-結(jié)晶臨界厚度，最后使得Fe材料薄膜的厚度為1 .5nm。

隨之調(diào)節(jié)B材料沉積源的沉積功率，同時(shí)調(diào)節(jié)B材料沉積源與基片之間的間距，通過電子束蒸發(fā)的方法在Fe材料薄膜上進(jìn)行B材料薄膜沉積，并且保證基片上沉積的該層B材料薄膜厚度遠(yuǎn)小于B材料的擴(kuò)散-結(jié)晶臨界厚度。

在制備Al材料薄膜時(shí)，采用和Fe材料薄膜相同的制備方法，只是期望得到的Al材料薄膜的厚度是在1.8nm左右。

最后，依次循環(huán)上述操作，直至沉積的Fe-B-Al薄膜總厚度達(dá)到要求厚度，從而制成FeB-Al-Fe-B-Al…超晶格結(jié)構(gòu)多層膜樣品。在普通水冷裝置的控制下，將上述Fe-B-Al-Fe-B-Al…超晶格結(jié)構(gòu)多層膜樣品的制備過程放置在室溫條件下進(jìn)行。然后再將所制備的Fe-B-Al-Fe-B-Al…超晶格結(jié)構(gòu)多層膜樣品放置在100℃的環(huán)境中、大氣壓下進(jìn)行3小時(shí)的熱處理，即可完成Fe-B-Al非晶態(tài)樣品的制備。

寧波國際材料基因工程研究院有限公司提出的此種制備方法，在較短時(shí)間內(nèi)，較低溫度下即可完成非晶態(tài)材料制備，大大降低了非晶態(tài)材料的制備成本，提高了制備效率。

國際上，美國、日本、德國等國家紛紛投入大量資金支持非晶態(tài)材料的研究，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。而我國科研工作者也緊跟世界發(fā)展前沿，在非晶態(tài)領(lǐng)域的多個(gè)方向都取得了突破性進(jìn)展，科研成果頗豐。希望在不久的將來，會(huì)有更多的非晶態(tài)材料應(yīng)用在實(shí)際生活中，也希望我國半導(dǎo)體新材料的研究再創(chuàng)輝煌。