科创中国

原子团簇由于其特殊的电、光、磁和化学性质在科学研究和工业应用中吸引了大量关注。发展40年，新颖的团簇物性不断涌现，重要的应用突破和相关材料的宏量制造成为原子团簇发展的必然需求。国际上关于团簇的研究大致经历三个阶段，从八十年代寻找稳定的团簇，到九十年代研究团簇的性质，时至本世纪着重探索团簇的应用。将原子按照人们的意愿和需求自下而上来设计和构造新物态，探索和制备具有原子精度的新功能材料和器件的方法和技术显得尤为重要。

      在超微结构和器件的制备上，团簇束流淀积技术具有较高的粒子沉积率，极高的局域质量能量密度，易于实现对束流的调制，且可与平面工艺相兼容等优点。原子团簇在光催化研究中的应用尚处于起步阶段，团簇与催化性质的对应关系亟需探究。为了研究团簇结构与催化性质的关系，精确筛选出原子精度的团簇且实现团簇性质的在线监测显得尤为重要，这是设备制造中的一个难点。针对该项技术问题，由盐城工学院设计了高质量团簇束流实验装置及在线催化测试系统。该系统成功实现了原子精确控制的团簇制备以及在线催化监测功能。通过对原子团簇中原子数目的精确筛选，获得具有特定原子数目的团簇，且将制备的样品传送至高精度质谱催化研究室，实现在线催化监测。基于此系统，已授权专利10项，具有如下 特点：

      (一) 集成设备中采用的新一代飞行时间质量选择器，增加了10 cm长的静电离子光学，将大量的团簇离子汇聚在原质量选择器的入口处，束流的准直度以及流量显著提高，质量分辨率达到20 - 40，精度高，稳定性强，性能指标达到国际领先水平；

      (二) 设备集成的在线催化装置、配备质谱分析，原创性高、技术先进，达到国际领先水平；

      (三) 将气相团簇束流的制备、团簇的质量选择、团簇束流的可控沉积以及在线催化测量有机组合，系国际首创。

      本项目主要用于原子团簇的制备及在线催化测量。在原子团簇气体催化、气体传感、电化学检测、多铁及铁电方面等应用研究中具有较大价值。