CN204530021U - 用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托 - Google Patents

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沈大伟
刘正太
李明颖
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Abstract

本实用新型提供一种用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，包括：圆形托、压片、方形托；所述压片通过固定件固定在所述圆形托上；所述方形托包括样品承载部和与所述样品承载部相连的手柄，所述样品承载部压在所述压片和圆形托之间；所述圆形托上还设置有机械手进出的槽体和观察机械手是否抓取到所述方形托的观察孔；所述手柄上设置有抓取孔，机械手通过抓取孔抓取并抽出方形托。本实用新型设计的样品托既可以适用于分子束外延设备中的样品架，同时也适用于角分辨光电子能谱测试中的样品架，从而实现分子束外延/角分辨光电子能谱仪集成系统原位生长和原位电子结构测量。

Description

用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托
技术领域
本实用新型涉及超高真空设备领域，特别是涉及一种既可以用于分子束外延原位生长同时又可适用于角分辨光电子能谱仪原位测试的样品托。
背景技术
分子束外延系统(MBE)是新发展起来的在超高真空环境下制备高质量单晶薄膜的新技术，由于可以实现精确控制膜层组分、掺杂浓度以及量子阱、超晶格等超薄层量子结构材料而受到越来越多的科学研究工作者的青睐。而角分辨光电子能谱仪(ARPES)是在超高真空环境下利用光电效应直接观测固体材料的电子结构的方法，被誉为“一个可以看见电子结构的显微镜”，是观察电子结构的最佳利器。分子束外延和角分辨光电子能谱仪的集成系统(MBE/ARPES)由于其可以解决在材料生长、器件工艺环节、测试分析过程中由于在样品转移过程中导致的杂质污染等问题，以及可实现原位生长原位测试的独特的优势而越来越受到科研人员的青睐。分子束外延/角分辨光电子能谱仪超高真空集成系统就是把MBE超高真空薄膜生长室和ARPES超高真空测量腔通过超高真空缓冲腔实现连接，从而实现在超高真空下环境下对人工材料薄膜的原位生长和测量，这样可以大大降低材料表面二次污染所导致的不确定因素，同时也解决了传统ARPES系统对不可解理的样品电子结构无法直接测量的问题。
目前，商业化的分子束外延设备的样品托都是由钼材料制成圆形托，而用于角分辨光电子能谱仪的样品托是由具有良好导电性的铜材料制成的方形托，样品托的不兼容导致了样品原位生长和原位测量的困难。
为了解决这一问题就需要设计一种样品托，其既可以适用于分子束外延生长同时又可适用于角分辨光电子能谱仪的测量。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，用于解决现有技术中分子束外延生长的样品托和角分辨光电子能谱测试的样品托不兼容的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，所述样品托至少包括：圆形托、压片、方形托；
所述压片通过固定件固定在所述圆形托上；
所述方形托包括样品承载部和与所述样品承载部相连的手柄，所述样品承载部压在所述压片和圆形托之间。
作为本实用新型用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托的一种优化的方案，所述圆形托上还设置有机械手进出的槽体和观察机械手是否抓取到所述方形托的观察孔。
作为本实用新型用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托的一种优化的方案，所述手柄上设置有抓取孔，机械手通过抓取孔抓取并抽出方形托。
作为本实用新型用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托的一种优化的方案，所述抓取孔的圆心和观察孔的圆心在垂直方向上重叠。
作为本实用新型用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托的一种优化的方案，所述方形托的样品承载部部分或者全部压在所述压片和圆形托之间。
作为本实用新型用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托的一种优化的方案，所述槽体的形状为条状，深度范围为1.5～2.5mm。
作为本实用新型用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托的一种优化的方案，所述压片的形状为方形、梯形或者圆形。
如上所述，本实用新型的用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，包括：圆形托、压片、方形托；所述压片通过固定件固定在所述圆形托上；所述方形托包括样品承载部和与所述样品承载部相连的手柄，所述样品承载部压在所述压片和圆形托之间。本实用新型设计的样品托既可以适用于分子束外延设备中的样品架，同时也适用于角分辨光电子能谱测试中的样品架，从而实现分子束外延/角分辨光电子能谱仪集成系统原位生长和原位电子结构测量的目的。
附图说明
图1为本实用新型中角分辨光电子能谱测试用的方形托示意图。
图2为本实用新型用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托整体俯视示意图。
元件标号说明
1     圆形托
2     压片
3     形托
31     样品承载部
32     手柄
321    抓取孔
4      固定件
5      槽体
6      观察孔
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1所示，本实用新型提供一种用于分子束外延生长(MBE)和角分辨率光电子能谱(ARPES)测试的样品托，所述样品托至少包括：圆形托1、压片2和方形托3，所述压片2通过固定件4固定在所述圆形托1上；所述方形托3包括样品承载部31和与所述样品承载部31相连的手柄32，所述样品承载部31压在所述压片2和圆形托1之间。
所述圆形托1可以是商业化的分子束外延设备的样品托，一般为2英寸。所述圆形托1的材质可以是耐高温的钼金属，当然，也可选择其他合适的耐高温高压的材料。在所述圆形托1的边缘可以设置若干用于与分子束外延设备的样品架固定相连的结构。
所述压片2固定在所述圆形托1上，根据分子束外延设备本身的结构设计以及生长薄膜的工艺要求，所述压片2最好固定于所述圆形托1的中心位置。用来固定压片2的固定件4可以是螺丝，当然，也可以为其他合适的固定方式，在此不限。所述固定件的材质可以和圆形托的材质一致，为钼螺丝。所述压片的材质为耐高温低蒸气压的弹性材料。所述压片2具有一定弹性，便于压住方形托3之后利用机械手(未予以图示)可以容易抽出方形托3，压片2的形状可以是方形、梯形或者圆形，当然也可以是其他任何能压住方形托的形状，在此不作限制。本实施例中，所述压片2呈方形。如图1所示，采用四颗钼螺丝固定在方形压片2的四个角上，从而固定住压片2，留出中间位置用于压住方形托3。
所述方形托3包括样品承载部31和与所述样品承载部31相连的手32，所述样品承载部31压在所述压片2和圆形托1之间。作为示例，所述方形托3的样品承载部31部分或者全部压在所述压片2和圆形托1之间。本实施例中，所述方形托3的样品承载部31全部压在所述压片2和圆形托1之间，手柄32露在压片2的外面。所述样品承载部31表面先放置待生长薄膜的衬底(未予以图示)，之后通过分子束外延设备在衬底表面生长所需厚度的薄膜。
所述方形托3采用在极低温度下导电性良好的铜样品托。当然，也可以是其他适用于角分辨光电子能谱测试的金属材料。本实施例中，方形托3优选为铜金属。
另外，在所述圆形托1上设置有一槽体5，该槽体5便于机械手的进出。本实施例中，所述槽体5的长度方向与方形托3取出的方向一致。所述槽体5的深度和宽度可以根据机械手的大小来确定，作为示例，所述槽体5的形状优选为条状，宽度范围为0.8～1.2cm，深度范围为1.5～2.5mm。本实施例中，所述槽体5的宽度为1cm，深度为2mm。
在所述圆形托1上还设置有一观察孔6，利用该观察孔6，操作人员可以观察到分子束外延设备内部机械手是否抓取到方形托3。优选地，所述观察孔6设置在槽体5中。
为了方便机械手的抓取，在所述手柄32上设置有一抓取孔321，并且抓取孔321的圆心与观察孔6的圆心在垂直方向上重叠。通过观察孔6，机械手抓取到方形托手柄上的抓取孔321，之后可将整个方形托3顺利抽出来，被抽出的方形托3直接可以放入角分辨光电子能谱仪，进行原位测试。
利用本实用新型的样品托进行分子束外延原位生长和角分辨光电子能谱原位测试的步骤如下：
步骤一，将圆形托1放置到分子束外延设备腔室中的样品架上；
步骤二，用压片2压住方形托3，并拧紧压片2上的钼金属螺丝固定方形托，固定好的样品托可以在分子束外延系统中原位生长薄膜样品；
步骤三，待样品薄膜生长完成后，在分子束外延设备和角分辨光电子能谱测试仪之间的超高真空缓冲腔中，利用机械手并通过观察孔6观察机械手的具体操作，从而将方形托3从圆形钼托1中水平抽出；
步骤四，将抽出的方形托3装入角分辨光电子能谱仪的样品架，开始原位测量。
综上所述，本实用新型提供一种用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，包括：圆形托、压片、方形托；所述压片通过固定件固定在所述圆形托上；所述方形托包括样品承载部和与所述样品承载部相连的手柄，所述样品承载部压在所述压片和圆形托之间。本实用新型设计的样品托既可以适用于分子束外延设备中的样品架，同时也适用于角分辨光电子能谱测试中的样品架，从而实现分子束外延/角分辨光电子能谱仪集成系统原位生长和原位电子结构测量的目的。
所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，其特征在于，所述样品托至少包括：圆形托、压片、方形托；
所述压片通过固定件固定在所述圆形托上；
所述方形托包括样品承载部和与所述样品承载部相连的手柄，所述样品承载部压在所述压片和圆形托之间。
2.根据权利要求1所述的用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，其特征在于：所述圆形托上还设置有机械手进出的槽体和观察机械手是否抓取到所述方形托的观察孔。
3.根据权利要求2所述的用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，其特征在于：所述手柄上设置有抓取孔，机械手通过抓取孔抓取并抽出方形托。
4.根据权利要求3所述的用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，其特征在于：所述抓取孔的圆心和观察孔的圆心在垂直方向上重叠。
5.根据权利要求1所述的用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，其特征在于：所述方形托的样品承载部部分或者全部压在所述压片和圆形托之间。
6.根据权利要求2所述的用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，其特征在于：所述槽体的形状为条状，宽度范围为0.8～1.2cm，深度范围为1.5～2.5mm。
7.根据权利要求1所述的用于分子束外延生长和角分辨光电子能谱测试的样品托，其特征在于：所述压片的形状为方形、梯形或者圆形。
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