[发明专利]一种真空互联系统及转移真空样品托

说明书

本发明公开了一种真空互联系统，包括用于超低温扫描隧道显微镜的第一样品托、用于四探针扫描隧道显微镜的第二样品托以及小样品托，所述小样品托用于承载样品，所述第一样品托、所述第二样品托的顶部均形成有供所述小样品托插入并固定的插槽，所述小样品托可选择性地在插入所述第一样品托和所述第二样品托的插槽中。本发明还公开了一种转移真空样品托。本发明通过在超低温扫描隧道显微镜和四探针扫描隧道显微镜的样品托上开设有可供小样品托插入并固定的插槽和容置空间，使得同一小样品托可以同时适用于不同的显微镜设备，实现了样品在真空互联系统中的互联传递，可以对材料进行不同特性的测量和分析。

技术领域

本发明涉及真空机械领域，尤其涉及一种真空互联系统及转移真空样品托。

背景技术

由于在地球上的人造真空可以实现局域的超洁净环境，对特定材料的生长、制备以及科学研究具有重要的意义，如半导体晶圆生长、半导体体器件制备、电子扫描显微镜检测物体、透射电子显微镜检测材料的界面等过程，都是在人造真空环境下进行的。为更好的利用真空高洁净特性连续的研究材料生长、器件制备、性能的检测，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所设计并建造了一套真空互联系统。在该真空互联系统中，所有相关的材料生长、器件制备、性能检测的设备都利用真空管道进行了连接，并在互联的真空管道中布置了磁力推动样品传送小车，用来将研究的样品从一个设备传送至另一个设备，使得被研究样品本身在全生命周期内不必因为样品传送而暴露到大气中引入污染。

真空互联试验站有多台扫描隧道显微镜，由于需要对材料特性进行全面的分析和检查，这些扫描隧道显微镜通常会有两种或两种以上。其中，超低温扫描隧道显微镜(Ultra-lowTemperatureScanningTunnelingMicroscope，缩写为ULT-STM)能很方便的观察材料的物理特性，通过高精度陶瓷管实现扫描探针在原子尺度上可控运动，并测量扫描探针和样品表面的隧穿电流，从而实现材料表面原子结构、电子结构的观测。超低温STM因其大大提高的稳定性，可实现高质量的原子分辨形貌图像以及高能量分辨扫描隧道谱的获取，能够方便地测量材料的物理特性；而四探针扫描隧道显微镜不仅可得到材料表面的高质量原子分辨像，而且还可通过多探针在超高真空条件下直接和样品接触，以测量样品的电输运性质，对研究低维材料体系、特别是高温超导薄膜、拓扑绝缘体薄膜、二维电子气等有着非常重要的意义，能方便地进行材料化学成分的分析。因此，对材料进行超低温STM、四探针扫描隧道显微镜这两种显微镜的扫描过程具有重要的意义。

但是超低温扫描隧道显微镜使用样品托为日本卡槽式样品台，可用于平移和旋转传输样品，而四探针扫描隧道显微镜使用欧洲旗形托，可用于平移传输样品。所以如果要进行真空互联试验，首先需要实现两种样品托的互联实验，但现有的超低温扫描隧道显微镜、四探针扫描隧道显微镜的两个样品托的结构形式差别很大，都是利用承载样品的小样品托在真空内的设备间传递样品，这两种显微镜很难兼容相同规格的小样品托，因此无法实现同一小样品托在真空互联系统中的各设备间的互联传递。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种真空互联系统及转移真空样品托，可以采用同一小样品托在各超低温扫描隧道显微镜、四探针扫描隧道显微镜之间进行样品传递，实现两种样品托的真空互联。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种真空互联系统，包括用于超低温扫描隧道显微镜的第一样品托、用于四探针扫描隧道显微镜的第二样品托以及小样品托，所述小样品托用于承载样品，所述第一样品托、所述第二样品托的顶部均形成有供所述小样品托插入并固定的插槽，所述小样品托可选择性地在插入所述第一样品托和所述第二样品托的插槽中。

作为其中一种实施方式，所述第一样品托包括间隔设置的两块第一托体组件，每块所述第一托体组件上开设有第一插槽，两块所述第一托体组件正对设置，且两个所述第一插槽正对且延伸方向相同，形成供所述小样品托的宽度方向的两侧插入的空间。