[发明专利]原位输运性质测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种原位输运性质测量装置。

背景技术

低维量子物质是物理学研究内容最丰富的领域之一。半导体异质结界面的二维电子气、石墨烯、铜基和铁基超导体、拓扑绝缘体、氧化物界面以及过渡金属硫族化合物层状材料等等都属于这类体系。这些体系展现了自然界中一些最神奇的量子态，涉及凝聚态物理主要的重大科学问题，是揭示低维物理最具挑战的强电子关联问题的关键体系，它们很有可能还是导致未来信息、清洁能源、电力和精密测量等技术重大革新甚至是革命的一类体系，是目前全世界的研究重点。对于这类体系的研究，不但需要精密的实验手段，更加重要的是，由于它们均可以从物理上提炼简化为厚度为一到几个原子层/单位原胞的准二维体系，一般情况下无法在空气环境下直接进行研究，所以原位的材料生长、原位的性质表征和原位的输运测量等是测量低维材料不可或缺的技术手段。

目前，对低维材料进行输运测试还主要停留在非原位的测量上，即将真空环境内生长的低维材料拿出真空系统，再放入测试系统上进行测试，测试系统以Quantum Design公司的产品为代表，能够进行精细的低温和磁场下的测量，但是非原位测量不可避免的会对低维材料造成污染，使得测量的输运性质不是低维材料最本征的性质。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种不会对低维材料造成污染，可以测得低维材料最本征的输运性质的原位输运性质测量装置。

一种原位输运性质测量装置，包括：一低维材料制备系统，用于制备膜状结构；以及一输运性质测量系统，用于测量所述膜状结构的输运性质；所述原位输运性质测量装置进一步包括一低维材料处理系统，用于在所述膜状结构的表面设置电极；所述低维材料制备系统、低维材料处理系统和输运性质测量系统之间通过磁力杆传送所述膜状结构，且所述低维材料制备系统、低维材料处理系统、输运性质测量系统中均为真空环境。

与现有技术相比，本发明提供的原位输运性质测量装置通过将低维材料制备系统、低维材料处理系统和输运性质测量系统通过磁力杆连接，且保持该整个装置为真空环境，使得所述低维材料从制备到测量输运性质的过程中均处于恒定不变的真空环境中，确保了低维材料不会造成污染，可以测得低维材料最本征的输运性质。

附图说明

图1为原位输运性质测量装置的立体结构的结构示意图。

图2为低维材料制备系统的剖面结构示意图。

图3为低维材料处理系统的立体结构的结构示意图。

图4为低维材料处理系统中电极蒸镀腔内部的立体结构分解图。

图5为低维材料处理系统中刻划处理腔内部及显微镜的立体结构示意图。

图6为输运性质测量系统的立体结构分解示意图。

图7为输运性质测量系统中探针台的剖面结构示意图。

图8为低维材料原位输运性质测量方法的流程图。

主要元件符号说明