[发明专利]气体喷射装置

说明书

本发明公开一种气体喷射装置，具有：气体通路，其包括位于上方的进气口和位于下方的出气口；光通路，其包括入射光通路和反射光通路，分别位于所述气体通路的两侧，气体经过气体通路到达待测样品表面，经由光通路及气体通路的出气口与待测样品表面间的狭缝流出，气体的流动方式为层流，并且气流的佩克莱数大于1。该气体喷射装置能够有效防止环境气体返混至测量系统。

技术领域

本发明涉及样品分析领域，具体地说，涉及一种气体喷射装置。

背景技术

多孔薄膜在微电子学(低介电常数膜)、细胞膜、催化膜、传感器等诸多领域中具有较为广阔的应用。其中，多孔薄膜作为低介电常数电介质被广泛的应用于超大规模集成电路器件。利用椭圆偏光法可对材料的孔隙度进行研究，并能够在溶剂蒸气环境中对多孔层的厚度和参数进行研究。多孔材料的折射率的变化是溶剂蒸气的相对压力变化的函数，这使得能够确定导入孔隙的溶剂体积，并能够建立一个等温曲线。由此能够测量多孔材料的孔隙度，从而研究其机械电学特性。在以下的专利文献1～4以及非专利文献中记载了利用椭圆偏光法(ellipsometry)对多孔低-k膜进行评价的方法。

专利文献1：US 6,435,008 B2

专利文献2：US 6,662,631

专利文献3：US 2006/0254374 A1

专利文献4：US 7,568,379 B2

非专利文献：Adsorption and Desorption Isotherms at Ambient TemperatureObtained by Ellipsometric Porosimetry to Probe Micropores in OrderedMesoporous Silica Films.Bourgeois A.,Brunet-Bruneau A.,Fisson S.,RivoriJ.Adsorption 11:195-199,2005

但是，以上所公开的这些系统的缺点在于使用专用腔室来进行样品测试，该腔室限制了样品的尺寸。另一个缺点涉及腔室体积，需要耗费很长时间来充满或改变腔室的气氛。此外，也需要消耗大量的溶剂蒸汽来充满腔室，使得测量的成本相对较高。

在本发明人提交的申请号为201510751567.7的发明专利申请中公开了一种可替代性的系统和方法，在这个新系统中不需要腔室而是基于喷射气流形成系统的应用。首先，吸附剂蒸汽与载气混合且每种成分的气体分压可控；其次，所形成的气流尺寸可控，与被测表面上的激光点的尺寸相近。这使得该系统所需的吸附剂量与基于腔室的系统相比能够显著下降。另外，在测试过程中，可以移动样品，因此没有样品尺寸方面的限制。

但是，在该样品分析系统中用于形成喷射气流的气体喷射装置非常关键，尤其在低速流的情况下。当流速非常低的情况下，空气有可能从环境中扩散进入气体喷射装置，进而掺入混合气体中，导致气体分压发生改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体喷射装置，具有：气体通路，其包括位于上方的进气口和位于下方的出气口；以及光通路，其包括入射光通路和反射光通路，所述入射光通路和所述反射光通路分别位于所述气体通路的两侧，其中，气体经过所述气体通路到达待测样品表面，经由所述光通路和所述气体通路的出气口与所述待测样品表面间所形成的狭缝流出，气体的流动方式为层流，并且气流的佩克莱数大于1。

优选为，气体通路出气口内径、光通路内径及气体通路的出气口距待测样品表面的高度需满足以下关系式：

Fd/π(d²/2+Dh)μ＜200，

其中，F为气体流量，d为光通路内径，D为气体通路出气口内径，h为所述气体通路的出气口距待测样品表面的高度，μ为动粘滞率。

优选为，所述出气口内径大于所述进气口内径。