[實用新型]一種熱場、電場、偏壓復合外場仿真環境芯片

有效

• 申請號: 201921204657.4
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN210167322U
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 邰凱平;康斯清;童浩;蔡穎銳;張達運;林沖;蔡自彪
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所;武漢嘉儀通科技有限公司
• 主分類號: H01J37/20
• 分類號: H01J37/20;H01J37/26;G01N23/04;G01N23/20025
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本實用新型涉及原位透射電鏡領域，尤其涉及一種熱場、電場、偏壓復合外場仿真環境芯片。硅基片中部開設電子束透過窗口，氮化硅薄膜承載層設置于硅基片上表面中部，氮化硅薄膜承載層的兩側分別設置電場、偏壓外場形成電極于硅基片上表面，兩個電場、偏壓外場形成電極分別通過線路連接電場、偏壓外場電壓接入電極，電場、偏壓外場電壓接入電極相對設置于硅基片上表面的一側；氮化硅薄膜承載層的上表面設置雙回字熱場型芯片，雙回字熱場型芯片中的每個回字熱場型芯片分別通過線路連接四線法接入電流電極。本實用新型的微區仿真環境外場芯片結構，采用薄膜承載結構與外場加載結構，實現微區熱、電、偏壓場的加載。

技術領域

本實用新型涉及原位透射電鏡領域，尤其涉及一種熱場、電場、偏壓復合外場仿真環境芯片。

背景技術

原位透射電鏡的發展歷史可以追溯到上世紀40年代，其技術難點不僅在于需要將仿真環境和外場作用準確地施加在微小的TEM樣品上，同時還要滿足一系列苛刻的條件，例如：要維持電鏡系統的超高真空度和樣品臺極高的穩定度，不能對成像光路產生干擾，保證合理的成像分辨率，以及整個結構必須緊湊以適用于TEM狹小的樣品腔體等。

近十年來，隨著電子顯微學、微納加工和真空等關鍵技術的進步，通過對電鏡樣品桿進行特殊的設計和制造，在其中引入環境和外場條件來實現原位表征功能。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種熱場、電場、偏壓復合外場仿真環境芯片，解決傳統透射電鏡微區觀看時，無法觀測到觀樣品處于熱場、電場、偏壓場以及其復合外場的條件下的微觀情況等問題。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種熱場、電場、偏壓復合外場仿真環境芯片，包括：四線法接入電流電極，雙回字熱場型芯片，電場、偏壓外場電壓接入電極，電場、偏壓外場形成電極，氮化硅薄膜承載層，硅基片，電子束透過窗口，具體結構如下：

硅基片中部開設電子束透過窗口，氮化硅薄膜承載層設置于硅基片上表面中部，氮化硅薄膜承載層的兩側分別設置電場、偏壓外場形成電極于硅基片上表面，兩個電場、偏壓外場形成電極分別通過線路連接電場、偏壓外場電壓接入電極，電場、偏壓外場電壓接入電極相對設置于硅基片上表面的一側；氮化硅薄膜承載層的上表面設置雙回字熱場型芯片，雙回字熱場型芯片中的每個回字熱場型芯片分別通過線路連接四線法接入電流電極。

所述的熱場、電場、偏壓復合外場仿真環境芯片，氮化硅薄膜承載層于硅基片上表面完全覆蓋在電子束透過窗口。

所述的熱場、電場、偏壓復合外場仿真環境芯片，電場、偏壓外場形成電極為雙條形電極平行相對設置。

本實用新型的優點及有益效果是：

1、本實用新型包括芯片基底、氮化硅薄膜承載層、外場加載結構，外場加載結構設在氮化硅薄膜承載層上，該芯片用于原位透射電鏡仿真環境樣品桿，最大限度實現在復雜溫度和電場仿真環境中材料的宏觀性能與微觀結構反應機制的測量與研究。

2、本實用新型的微區仿真環境外場芯片結構，采用薄膜承載結構與外場加載結構，實現微區熱、電、偏壓場的加載，通過對雙回字金屬線圈加載電流，通過電阻的熱效應來實現微區的熱場模擬。同時，通過在雙條形電極上加載電壓，實現微區電場環境的模擬。另外，通過在單條形電極上加載電壓，實現微區偏壓場環境的模擬。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中：1四線法接入電流電極；2雙回字熱場型芯片；3電場、偏壓外場電壓接入電極；4電場、偏壓外場形成電極；5氮化硅薄膜承載層；6硅基片；7電子束透過窗口。

具體實施方式