[發明專利]一種同時觀測晶體形貌及測量晶體周圍濃度場的裝置

在審

• 申請號: 201910904388.0
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110579474A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 戴國亮;史建平
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 11390 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 席卷

本發明實施例涉及一種同時觀測晶體形貌及測量晶體周圍濃度場的裝置，所述裝置包括：第一光源、輔助聚光鏡、第二光源、反射鏡、視場光闌、第一透鏡、樣品晶體、第二透鏡、相板、刀口、第三透鏡、分光棱鏡、目鏡、CCD；其中，第一光源、輔助聚光鏡、反射鏡、視場光闌、第一透鏡、樣品晶體、第二透鏡、相板、刀口、第三透鏡、分光棱鏡、CCD以水平線為基準，以預設間距依次排開；第二光源在反射鏡上方或者下方，目鏡在分光棱鏡斜上方或者斜下方；視場光闌、相板、分光棱鏡在同一模塊進行固定，刀口、第三透鏡在同一模塊進行固定。

技術領域

本發明實施例涉及晶體生長技術領域，尤其涉及一種同時觀測晶體形貌及測量晶體周圍濃度場的裝置。

背景技術

晶體的生長過程，是一個連續的物質輸運與溶質、雜質分子在晶體表面的結合過程。在亞微觀層次上，晶體生長過程是晶面上的臺階在水平方向的逐層生長過程。闡明晶體生長的機理，獲得高質量的晶體，就必須清楚知曉晶面上臺階的生長過程。為實現這個目標，需要實現原位在線觀測，包括臺階形貌在內的晶體的微觀形貌，獲知微觀形貌隨晶體生長時間而發生的變化。另外，晶體微觀形貌的變化(如：臺階生長方式和生長速率)與晶體周圍溶液的濃度分布有關。因此，如能在觀測晶體的形狀和微觀形貌的同時，輔之以晶體的邊界層濃度分布和變化數據的測量，將可實現晶體生長過程中的晶體形貌與物質輸運過程的觀測與診斷，為晶體的生長動力學、雜質影響及晶體質量等基礎研究工作打下重要基礎，并對優化晶體的生長過程有很重要的指導意義。

在晶體的形貌觀測中，最普遍采用的技術是光學顯微成像法。而在晶體微觀形貌的觀測中，由于晶面上的臺階高度僅幾納米，通常在光學顯微成像法中只有激光共聚焦-微分干涉顯微成像法和相襯顯微法等方法，能觀測到晶面上的臺階形貌。

晶體周圍的濃度場分布測量大多采用光學方法，如常用干涉法。相比較干涉法，紋影法所獲得的紋影圖像的亮度正比于濃度場的梯度，因而能夠直接給出晶體周圍濃度場的梯度，并且結果定量且精確。

溶液中晶體生長動力學涉及到形貌及周圍的濃度分布等因素。因此需要在觀測晶體形貌的同時，在很短的時間內(幾秒的時間里晶體形貌和晶體周圍濃度分布的變化可忽略不計)測量晶體周圍的濃度分布。

發明內容

鑒于此，為解決現有技術中的問題，本發明實施例提供了一種同時觀測晶體形貌及測量晶體周圍濃度場的裝置。

本發明實施例提供了一種同時觀測晶體形貌及測量晶體周圍濃度場的裝置，所述裝置包括：

第一光源、輔助聚光鏡、第二光源、反射鏡、視場光闌、第一透鏡、樣品晶體、第二透鏡、相板、刀口、第三透鏡、分光棱鏡、目鏡、CCD；

其中，第一光源、輔助聚光鏡、反射鏡、視場光闌、第一透鏡、樣品晶體、第二透鏡、相板、刀口、第三透鏡、分光棱鏡、CCD以水平線為基準，以預設間距依次排開；

第二光源在反射鏡上方或者下方，目鏡在分光棱鏡斜上方或者斜下方；

視場光闌、相板、分光棱鏡在同一模塊進行固定，刀口、第三透鏡在同一模塊進行固定。

在一個可能的實施方式中，所述第一光源包括激光光源。

在一個可能的實施方式中，所述第二光源包括LED光源。

在一個可能的實施方式中，所述反射鏡包括雙層鋁膜平面反射鏡。

在一個可能的實施方式中，所述雙層鋁膜平面反射鏡設計成翻轉式。