[实用新型]一种纳米图形制备系统及其磁场施加装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纳米图形制备系统和高频磁电表征测量系统，特别是一种纳米图形制备系统及其用于高精度电子束曝光系统的真空环境中的磁场施加装置。

背景技术

从1988年巨磁效应和隧道磁阻效应发现以来，纳米薄膜材料的制备和微米纳米处理技术发生了不断进步，自旋电子学取得了快速的发展成为了新兴学科，极大的促进了信息科学的进步。最近，纳米磁性材料和器件广泛应用到了诸如电子学、磁学、化学和生物学等领域。关于纳米磁性材料和器件的研究已经成为凝聚态物理、现代信息技术和工业生产的核心问题。这也意味着对磁性材料和器件的研究成为了一个集成了纳米微米图形制备，纳米成像和电场磁场的测量和分析的综合过程。

电子束光刻系统是纳米图形制备和观察的工具，该系统包括带有扫描电镜成像功能的电子束光学系统和电子束图形发生器，纳米图形可以直接用聚焦电子束写到抗蚀剂层。由于拥有小束斑和高能量特性，可以生成5-10纳米线宽的纳米图形的电子束曝光系统是制备纳米材料和器件的理想工具。电学测探针已经被引进到了该系统中，但是目前，直接的对纳米材料和器件的观测还不能在电子束曝光系统中实现。瓶颈问题主要是，用于成像和曝光的电子会被用于原位样品测量的磁场和电场偏转，从而严重影响电子束的聚焦和扫描。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种纳米图形制备系统及其磁场施加装置，以通过微米或纳米图形制备系统和磁场发生装置的结合，对微米或纳米图形化的器件的磁电响应特性进行测量和研究。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于纳米图形制备系统的磁场施加装置，安装在纳米图形制备系统的真空腔室上，并相对于所述纳米图形制备系统的纳米图形制备装置设置，其中，包括：

支撑块，安装在所述真空腔室的内壁上；

磁场施加机构，与所述支撑块连接，所述磁场施加机构设置在所述真空腔室内，并相对于所述纳米图形制备装置的极靴具有一工作位置和一收缩位置；

控制机构，与所述磁场施加机构连接，所述控制机构安装在所述真空腔室的外壁上；以及

导向机构，安装在所述支撑块上并与所述磁场施加机构连接。

上述的磁场施加装置，其中，所述磁场施加机构进一步包括：

一软磁铁芯，为一对称设置的具有一开口的环形结构；

一对线圈，对称设置在所述软磁铁芯靠近开口的两端，并分别通过真空接口与设置在所述真空腔室外的电源连接；以及

一对磁极，对称安装在所述软磁铁芯的开口上，所述一对磁极之间具有一磁隙间距。

上述的磁场施加装置，其中，所述磁隙间距小于或等于20mm。

上述的磁场施加装置，其中，所述磁极的纵截面为三角形或梯形，所述三角形或梯形在靠近所述磁隙间距的一侧尺寸最小。

上述的磁场施加装置，其中，所述导向机构进一步包括：

安装块，安装在所述支撑块上，所述软磁铁芯安装在所述安装块上；

导轨套筒，设置在所述安装块内，并相对于所述安装块的上表面具有一第一倾斜角；以及

滑杆，安装在所述导轨套筒内并与所述软磁铁芯连接。

上述的磁场施加装置，其中，还包括导热机构，所述导热机构包括：

导热槽，设置在所述安装块上，并位于靠近所述软磁铁芯一侧的所述安装块的侧壁上；以及

导热块，位于所述导热槽内并与所述导热槽自由滑动连接，所述导热块沿所述导热槽的滑动距离小于所述导热块的长度，所述导热块的一端抵接在所述软磁铁芯上。

上述的磁场施加装置，其中，所述控制机构进一步包括：

接口件，安装在所述真空腔室的外壁上；

限位套筒，包括同轴设置的内套筒和外套筒，所述内套筒安装在所述外套筒内并与所述外套筒自由滑动连接，所述外套筒与所述接口件连接；

控制手柄，所述控制手柄的下端与所述内套筒的顶端邻接；以及

控制杆，一端与所述软磁铁芯靠近所述磁极的一端连接，另一端穿过所述接口件和所述内套筒并与所述控制手柄连接，所述控制杆相对于所述真空腔室的上表面具有一第二倾斜角，所述第二倾斜角与所述第一倾斜角相等。

上述的磁场施加装置，其中，所述控制机构还包括导向定位机构，所述导向定位机构包括：

咬合叉，安装在所述外套筒靠近所述控制手柄一端的外壁上，所述咬合叉的轴线垂直于所述外套筒的轴线，所述内套筒对应于所述咬合叉设置有咬合孔，所述咬合叉相对于所述外套筒分别具有一咬合位置和一闲置位置；以及