[发明专利]一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置及测量方法,所述测量装置包括沉积板、承托板、镀膜样片和支撑组件，所述沉积板和承托板固定在所述支撑组件上，所述沉积板上设有呈矩阵分布的用于放置镀膜样片的安置孔，所述承托板上设有与所述安置孔一一对应的承托孔，所述镀膜样片的面积大于所述承托孔的面积并小与所述安置孔的面积。本发明利用机械结构测量原子蒸汽空间密度分布，结构简单，测量方法简便，测量结果可靠性高。

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，特别是涉及一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置及测量方法。

背景技术

在真空镀膜研究领域，掌握金属蒸汽特性是关键因素。研究原子蒸汽的密度分布对提高真空镀膜的研究起着重要作用。目前多采用光物理方法对原子蒸汽的空间分布密度进行测量，但此方法对测量环境、测量设备的要求较高，对于仅想获得原子蒸汽的空间密度分布来说，实验步骤过于繁琐，并不具有普适性，尤其是对于坩埚熔池上方不同高度上原子蒸汽的空间密度的测量，费时费力。

发明内容

本发明的目的是摒弃了传统光物理方法测量原子蒸汽空间分布的思路，采用机械结构的形式，设计了一种可对不同高度、不同分布形式的原子蒸汽密度进行测量的装置。

本发明的另一目的是提供一种测量方法简便、测量可靠性高的原子蒸汽密度测量方法，以测量不同高度位置上原子蒸汽的空间密度。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置，包括沉积板、承托板、镀膜样片和支撑组件，所述沉积板和承托板固定在所述支撑组件上，所述沉积板上设有呈矩阵分布的用于放置镀膜样片的安置孔，所述承托板上设有与所述安置孔一一对应的承托孔，所述镀膜样片的面积大于所述承托孔的面积并小与所述安置孔的面积。

在上述技术方案中，所述沉积板、承托板、支撑组件和镀膜样片的材质为不锈钢、金属钼或金属铌。

在上述技术方案中，所述支撑组件包括支撑框和固定设置在所述支撑框边缘的凸起卡边。所述支撑框和凸起卡边用于对所述沉积板和承托板的边缘位置进行限位。

在上述技术方案中，所述支撑框为长方形框架，所述凸起卡边均匀分布在所述长方形框架的四个边上。由此可实现对和沉积板和承托板的边缘位置进行定位，不妨碍原子蒸汽的沉积。

在上述技术方案中，所述沉积板和承托板均为长方形板，且所述沉积板和承托板的四条边由所述凸起卡边卡合。长方形板的外形与所述支撑框的形状相匹配以实现良好定位。

在上述技术方案中，所述沉积板和承托板通过螺钉固定在所述的支撑框上。所述沉积板的边缘位置、承托板的边缘位置和所述支撑框上对应设置定位螺孔，与螺钉配合以固定所述沉积板和承托板。

在上述技术方案中，所述安置孔、承托孔和镀膜样片均为正方形结构。

在上述技术方案中，所述安置孔、承托孔和镀膜样片均为长方形结构。

在上述技术方案中，所述安置孔的边长比所述承托孔的边长大1-2mm。

在上述技术方案中，所述镀膜样片的边长比所述安置孔的边长小1-2mm。

本发明的另一方面，还包括所述测量装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤1，将呈矩阵分布的镀膜样片进行定位；

步骤2，将测量装置放置在原子蒸汽环境中，原子沉积在所述镀膜样片上成膜；

步骤3，利用镀膜样片沉积原子前后的质量差计算原子个数；

步骤4，根据镀膜样片面积和平均原子速度估算出测试区域的原子蒸汽密度分布。