[发明专利]用于薄膜表征的测量技术

权利要求书

1.一种测量装置，包括：

高电容率介质谐振器，所述谐振器具有低微波损耗角正切和至少一个第一对称轴(z1)；

导电谐振腔，所述导电谐振腔包含所述谐振器且几何形状类似于所述谐振器，并具有与第一对称轴(z1)重合的第二对称轴(z2)；

谐振腔，所述谐振腔具有与第一对称轴(z1)正交的多个相似端口，每个此类端口都具有微波天线，用于将微波射入所述谐振腔，从而在所述谐振器中激励出电场，或者用于接收来自所述谐振腔的微波；以及

比较电路，所述比较电路连接至所述多个端口中用于将微波射入谐振腔的第一端口(P1)，也连接至所述多个端口中用于接收来自所述谐振腔的微波的其他端口；

其中所述测量装置还包括：

与所述谐振腔电接触的导电调谐元件，所述调谐元件至少可部分地位于所述谐振器中激励出的电场中；以及

磁力源，所述磁力源用于对引入至所述谐振器的上表面邻近处的样本施加磁场，所述磁场基本平行于或反平行于所述第一对称轴(z1)延伸；

且其中所述多个端口中用于接收来自所述谐振腔的微波的所述其他端口中的一个与所述多个端口中用于将微波射入所述谐振腔的第一端口正交。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述谐振器为绕着所述第一对称轴(z1)旋转的直圆柱体。

3.根据权利要求1或2所述的测量装置，其中谐振器由蓝宝石(Al₂O₃)、铝酸镧(LaAlO₃)、金红石(TiO₂)、钛酸锶(SrTiO₃)和氧化镁(MgO)组成的材料组中选取的材料制成。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其中谐振腔包括开口，所述开口使样本能够被引入至所述谐振器中激励出的电场的近场区。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其中所述谐振器中激励出的电场的所述近场区延伸至所述谐振腔的开口之外。

6.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述谐振腔的腔壁由铜和铝所组成的材料组中所选取的材料制成。

7.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述多个端口中用于接收来自所述谐振腔的微波的所述其他端口中的第二端口与所述多个端口中用于将微波射入所述谐振腔内的所述第一端口相对，所述谐振器位于这两端口之间。

8.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述多个端口中用于接收来自所述谐振腔的微波的所述其他端口中的第三端口与所述多个端口中用于接收来自所述谐振腔的微波的所述其他端口中的另一个端口相对，而所述谐振器位于这两端口之间。

9.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述调谐元件为安装在与所述多个端口共面的所述谐振腔的调谐螺钉，所述调谐螺钉绕着所述第一对称轴(z1)相对于所述多个端口中的相应端口成45度角安装，并且通过可在螺纹上转动来至少部分地位于所述谐振器的电场内。

10.根据权利要求1所述的测量装置，其中微波天线为直线式或线环式。

11.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述谐振器的相对电容率大于8。

12.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述谐振器的所述微波损耗角正切小于10^-4。

13.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述谐振器中激励出的电场为n＞0的TE_nmp模。

14.根据权利要求12所述的测量装置，其中所述谐振器中激励出的电场为TE₁₁₀模。