[實用新型]一種超高真空兼容的低溫強磁場原位輸運裝置

有效

• 申請號: 201721305743.5
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN207439997U
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 陳劍豪;蔡超逸;曹世民;曹傳午
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;G01N1/28
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 蘇愛華

本實用新型公開了一種超高真空兼容的低溫強磁場原位輸運裝置，屬于真空儀器設備領域，該裝置由低溫強磁場系統、超高真空腔系統、表面調控系統和支撐系統組成。低溫強磁場系統用于提供傳統物性測量環境；支撐系統用于給裝置整體提供結構支撐；而本實用新型的核心部分在于超高真空腔系統和表面調控系統。超高真空系統用于提供表面修飾必要的真空環境，由主腔體、商用泵體組成；表面調控系統用于產生各類原子分子，由差分抽氣旋轉平臺、大法蘭、微調平移臺、主操作桿和各種表面科學裝置組成。本實用新型將傳統物性測量裝置與表面科學裝置相結合，從而實現樣品在超高真空與低溫強磁場環境中的原位輸運測量。

技術領域

本實用新型屬于真空設備儀器領域，涉及一種原位輸運測量的裝置,尤其是一種一種超高真空兼容的低溫強磁場原位輸運裝置。

背景技術

原位輸運測量裝置是將傳統物性測量裝置與表面科學裝置相結合的一種新型測量裝置。通常來說傳統輸運手段只能測量固定性質的樣品，相較而言原位輸運手段的優勢在于在測量過程中實驗人員可以不用破壞真空，通過表面科學裝置連續地對于測量器件做出修飾，從而改變樣品的性質。因此原位輸運測量是驗證影響樣品性質更為直接的手段。然而目前全球并沒有商用的原位輸運測量系統出售，用戶必須通過自己的使用目的來進行自行設計組裝。由于設計和制造技術復雜，目前國際上已有的原位測量系統或者缺少強磁場，或者表面修飾手段單一，或者樣品裝卸的時候需要暴露在空氣里面。一般來說，原位輸運測量裝置需要包括真空產生系統、真空檢測系統、極低溫產生系統、強磁場產生系統、在連續真空內樣品空間的低溫密封和開放操作機制等等。針對目前世界上設備存在功能不夠豐富、設計不完整等問題我們對此進行了大量首創性設計。

實用新型內容

本實用新型實現樣品在超高真空與低溫強磁場環境中的原位輸運測量，提出一種能夠在連續超高真空環境中完成從樣品的表面修飾加工到數據采集全部過程的實驗裝置。

一套完整的超高真空兼容的低溫強磁場原位輸運裝置整體如圖1所示，由特殊定制的低溫強磁場系統(1)、超高真空腔系統(2)、表面調控系統(3)和支撐系統(4)幾部分組成。本實用新型超高真空兼容的低溫強磁場原位輸運測量裝置的核心在于超高真空腔系統(2)、表面調控系統(3)的設計以及與其他部分的兼容。用戶可以根據自身需求購買合適型號的特殊定制的低溫強磁場系統(1)與之搭配，而支撐系統(4)較為簡單可以根據使用場地靈活進行，因此不做詳細的闡述。

本實用新型的核心部分，我們通過以下技術方案予以實現。

超高真空腔系統(2)部分如圖2所示，主要包括主腔體(5)、商用分子泵(6)和商用離子泵(7)組成。其中商用分子泵(6)和商用離子泵(7)可以根據用戶使用需求選擇采購，可以通過法蘭接口(25)接入系統，在這兒不做過多的闡述。主腔體(5)通過上下法蘭管與特殊定制的低溫強磁場系統下法蘭(8)和特制差分抽氣旋轉平臺(9)分別進行連接。

主腔體(5)主體成空心圓柱狀，在其主體上帶有很多功能各異的法蘭接口結構，具體如圖3-5所示。主要包括樣品臺轉向操作桿(10)、觀察窗法蘭(11)、晶振膜厚監測裝置(12)、預留法蘭(13)、觀察窗法蘭(14)、觀察窗法蘭(15)、預留法蘭(16)、手動支撐操作桿(17)、預留法蘭(18)(19)(20)、進樣法蘭(21)、超高真空檢測裝置質譜儀(22)、真空熱偶規(23)、預留法蘭(24)(25)、電動操作桿(26)、預留法蘭(27)、封口法蘭(28)。法蘭接口均氣密焊接在主腔體(5)的主體上，各功能模塊均采用CF法蘭的方式使用螺絲和法蘭接口固定。上述提到的功能法蘭可以完成基本的實驗要求，預留法蘭則為后續實驗設備的改良以及升級做準備。