[實用新型]一種場致電子發(fā)射測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720200647.8
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN206546346U
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹國華;張寶慶;劉寶忠;張波;路新行;劉坤
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 鄭州浩德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)41130
• 代理人: 王國旭

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于材料測試的設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種場致電子發(fā)射測試裝置。

背景技術(shù)

場致電子發(fā)射材料在場發(fā)射平板顯示器，毫米微米波器件，傳感器等的研究中占有重要地位，顯示了良好的應(yīng)用前景。在場發(fā)射材料的研究中，場致電子發(fā)射的測試技術(shù)尤為重要。

對于場致發(fā)射材料而言，環(huán)境氣氛，尤其是系統(tǒng)真空度是影響發(fā)射性能的重要因素之一。當(dāng)高速電子與氣體分子碰撞時,氣體分子發(fā)生離化，電離出正負(fù)離子。電離出的正離子在電場力作用下以一定能量轟擊場發(fā)射材料表面，使發(fā)射尖端逐漸損毀，影響發(fā)射穩(wěn)定性；而電離出的負(fù)離子在電場力的作用下向陽極運動，相對無空氣離化時負(fù)電荷數(shù)增加，導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)偏差大，因此場致發(fā)射測試時對系統(tǒng)真空度的要求苛刻。由于普通的測試系統(tǒng)無法達(dá)到這樣高的真空度，目前場發(fā)射測試裝置通常由一個樣品室配備一套獨立的真空系統(tǒng)組成，占用空間大，試驗成本高。并且，現(xiàn)有的場發(fā)射測試裝置通常每次只能測試一個樣品，如果要完成多個樣品的測試，則需要多次重復(fù)“充氣（破壞真空）→安裝樣品→抽真空→測試”的步驟。操作過程比較繁雜，測試效率低。此外，現(xiàn)有的場發(fā)射測試設(shè)備陽極固定、不易更換，不能滿足不同測試要求、不同尺寸樣品的場致發(fā)射測試。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種場致發(fā)射測試裝置，它為一個獨立的測試系統(tǒng)，可以通過管道連接到實驗室現(xiàn)有的真空設(shè)備上，不需要配備獨立的真空系統(tǒng)；并且在真空腔室設(shè)置了多個樣品測試平臺，通過設(shè)計控制器結(jié)構(gòu)，可以有效調(diào)節(jié)陽極位置，實現(xiàn)一個陽極對應(yīng)測試多個陰極樣品，在不破壞真空的情況下實現(xiàn)對多個樣品進(jìn)行測試；通過結(jié)構(gòu)設(shè)計陽極夾具，方便更換陽極，以期滿足多種陰極樣品的測試要求，例如薄膜樣品和針尖樣品，從而達(dá)到降低成本、節(jié)省空間、操作方法簡單的要求。

本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種場致電子發(fā)射測試裝置，包括真空腔室、真空連接機(jī)構(gòu)、陽極部分和陰極部分；

所述真空腔室為圓筒型，頂部中心設(shè)置有法蘭，側(cè)壁設(shè)置有第一連接口，所述第一連接口與真空連接機(jī)構(gòu)連接，所述真空腔室的側(cè)壁靠近底部位置設(shè)置有若干觀察窗；

所述陽極部分設(shè)置在真空腔室的上部，包括操作桿、控制器和陽極，所述操作桿安裝在真空腔室頂部法蘭中心，所述控制器安裝在操作桿上位于真空腔室的外側(cè)，所述陽極連接在操作桿的下端；

所述陰極部分包括繞真空腔室底部中心圓周設(shè)置的若干樣品臺、與樣品臺一一對應(yīng)連接的接線柱，所述樣品臺之間設(shè)置有絕緣擋板進(jìn)行分隔，所述接線柱穿過真空腔室底部并與外部導(dǎo)線連接，所述樣品臺包括固定支座和樣品架，所述樣品臺與真空腔室側(cè)壁的觀察窗位置相對應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述真空連接機(jī)構(gòu)為一個真空四通管，其中一個端口連接所述真空腔室的第一連接口，其余端口分別連接真空閥門，真空計和真空波紋管。

作為優(yōu)選，所述操作桿包括第一豎桿、第一橫桿和第二豎桿，所述第一豎桿安裝在法蘭中心，所述第二豎桿的軸心在所述樣品臺中心所在圓周的豎直面上，所述陽極固定在第二豎桿的底端。

為了更好的實施本實用新型，所述樣品臺的固定支座上有兩個定位銷，所述樣品架底面有兩個定位孔，固定支座的定位銷與樣品架的定位孔位置對應(yīng)并能緊密配合連接，所述樣品架采用絕緣材料，所述樣品架上表面設(shè)置有銅片，所述銅片通過緊固螺釘連接在樣品架上。

更進(jìn)一步的，所述操作桿末端設(shè)有螺紋，所述陽極通過螺紋與操作桿連接，所述陽極的幾何中心與樣品臺中心共軸；所述控制器控制操作桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和上下移動。

本實用新型較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

1、本實用新型是一個獨立的真空腔室，使用時只需將其與實驗室現(xiàn)有真空設(shè)備（如磁控濺射或者真空熔煉爐等）連接，即可獲得場致發(fā)射測試的所需真空，不需要配備單獨的真空系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有場發(fā)射測試設(shè)備投入成本高的問題。

2、本實用新型是通過在陰極部分上設(shè)置多個樣品臺來實現(xiàn)打開一次腔體安裝和測試多個樣品，解決了現(xiàn)有樣品測試效率低下的問題。

3、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作使用方便、構(gòu)思巧妙，能夠有效地解決現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備投入成本高、樣品測試效率低等問題，很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足，為材料的場致發(fā)射性能研究提供條件，同時節(jié)約成本，提高效率。

附圖說明

圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本實用新型的真空連接機(jī)構(gòu)示意圖；

圖3本實用新型的A-A斷面俯視圖；

圖4本實用新型的樣品臺結(jié)構(gòu)示意圖。