[實用新型]一種斜入射式原子束顯微裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821017848.5
• 申請日: 2018-06-16
• 公開（公告）號: CN208721707U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張向平;趙永建
• 申請（專利權(quán)）人: 金華職業(yè)技術(shù)學院
• 主分類號: G01Q60/24
• 分類號: G01Q60/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及對材料的顯微技術(shù)領(lǐng)域，一種斜入射式原子束顯微裝置，包括儲氣罐、氣管、由腔體I和腔體II連接成的真空腔體、噴射頭、分流器、菲涅爾波帶片I、小孔、菲涅爾波帶片II、探測器、樣品、樣品臺、位移臺、計算機、抽氣口I、真空泵組I、抽氣口II，真空泵組II，小孔的中心位于噴射頭出口中心與分流器入口中心的連線的延長線上，小孔位于菲涅爾波帶片I和菲涅爾波帶片II之間且孔徑為10微米，原子束流依次通過分流器、菲涅爾波帶片I、小孔、菲涅爾波帶片II后射到樣品表面，樣品固定于樣品臺，樣品臺固定于位移臺，樣品表面與z軸呈45度角，探測器位于樣品表面一側(cè)、且原子入口與樣品表面呈45度角，探測器探測被樣品表面反射的原子。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及對材料的顯微技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種具有特殊設(shè)計的原子束流聚焦結(jié)構(gòu)，且原子束流斜入射樣品表面的一種斜入射式原子束顯微裝置。

背景技術(shù)

在顯微技術(shù)領(lǐng)域，一般的電子顯微鏡只能對導電樣品進行成像，且其工作時發(fā)射出的電子束的能量較高，會使某些較為敏感的樣品表面受到輻射損傷。原子束顯微鏡能夠克服以上缺陷，對易損或絕緣樣品進行成像，其通常采用惰性氣體原子作為發(fā)射原子，惰性氣體原子束能量很低，且化學性質(zhì)非常穩(wěn)定，這些因素使原子束顯微鏡能夠非破壞性地得到樣品表面圖像。原子束顯微鏡的工作原理是：在高真空中，自由原子流通過噴射頭和孔徑形成一束氣體原子束射向樣品表面，同時令樣品或孔徑在二維平面內(nèi)掃描，采用質(zhì)量過濾探測器探測被樣品表面反射的原子，并根據(jù)氣體分壓輸出圖像密度信號。一般的原子束顯微鏡中具有分流器，噴射頭發(fā)射出的自由射流形式的原子的一部分通過分流器后形成原子束并射向樣品。氦原子顯微鏡的分辨率取決于樣品表面的束斑尺寸，即與原子束流的特性相關(guān)。現(xiàn)有技術(shù)缺陷一：垂直入射方法，原子在樣品表面的鏡面反射和漫反射在探測器中的信號強度差別不大，導致得到的樣品表面信息的對比度較低；現(xiàn)有技術(shù)缺陷二：采用單個菲涅爾波帶片來聚焦原子束流，但是焦點位置的束斑面積不夠小，聚焦得到的原子束流強度不夠高，所述一種原子束顯微裝置能夠解決問題。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實用新型一種斜入射式原子束顯微裝置采用特殊結(jié)構(gòu)，使得原子束流斜入射樣品表面，增加了原子在樣品表面的鏡面反射和漫反射之間的區(qū)別，即增加了探測器中的對比度；另外，采用波帶片與小孔的結(jié)合，并優(yōu)化條件，使得焦點位置的原子束斑面積足夠小，得到的原子束流強度高。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

所述一種斜入射式原子束顯微裝置主要包括儲氣罐、氣管、由腔體I和腔體II連接成的真空腔體、噴射頭、分流器、菲涅爾波帶片I、小孔、菲涅爾波帶片II、探測器、樣品、樣品臺、位移臺、計算機、抽氣口I、真空泵組I、抽氣口II，真空泵組II，xyz為三維坐標系，定義噴射頭出口中心與分流器入口中心的連線為z軸方向，所述腔體I和腔體II通過分流器連接，腔體II通過抽氣口I連接真空泵組I，腔體I通過抽氣口II連接真空泵組II；噴射頭位于腔體I內(nèi)，噴射頭通過氣管與真空腔體外的儲氣罐連接，噴射頭出口與分流器的入口相對，所述菲涅爾波帶片I、小孔、菲涅爾波帶片II、探測器、樣品、樣品臺、位移臺均位于腔體II內(nèi)，菲涅爾波帶片I位于分流器后方，位移臺能夠三維移動，探測器、位移臺分別電纜連接計算機，當氣體原子從儲氣罐通過氣管傳輸至噴射頭并以自由射流形式射入腔體I，原子束流的一部分進入分流器入口并通過分流器進入腔體II，噴射頭內(nèi)徑為10微米，分流器內(nèi)徑為150微米，噴射頭和分流器距離為20毫米，所述小孔的中心位于噴射頭出口中心與分流器入口中心的連線的延長線上，所述小孔位于菲涅爾波帶片I和菲涅爾波帶片II之間，小孔孔徑為10微米，原子束流能夠依次通過分流器、菲涅爾波帶片I、小孔、菲涅爾波帶片II后射到樣品表面，樣品固定于樣品臺上且位于菲涅爾波帶片II后方，樣品臺固定于位移臺，樣品表面與z軸方向呈45度角，探測器位于樣品表面的一側(cè)，探測器的原子入口與樣品表面呈45度角，探測器能夠探測被樣品表面反射的原子。