[发明专利]一种超高真空极低温纳米材料制备及表征设备

权利要求书

1.一种超高真空极低温纳米材料制备及表征设备，包括作为安装基体的支撑装置(20)，其特征在于，还包括有：电控箱(10)，用于设备内电气元件集成控制；互联通道(60)，用于设备集成至工作站以将制备出纳米材料传输至下一工序进行原位测量；

所述支撑装置(20)的顶端设有依次连接的快速进样装置(30)、样品制备装置(40)、样品测量装置(50)：

快速进样装置(30)，用于超高真空状态下快速更换样品及设备内易耗配件，所述快速进样装置(30)包括设置于支撑装置(20)上端的进样腔体(300)，且进样腔体(300)上设有：

用于样品及设备内易耗配件进料的第一快开门(301)；

用于与样品制备装置(40)对接的第一对接口(302)；

用于实现样品及设备内易耗配件在进样腔体(300)与样品制备装置(40)之间相互传递的第一样品传递控制杆(303)；

样品制备装置(40)，用于超高真空状态下纳米材料的制备及转运制备出纳米材料至样品测量装置(50)，样品制备装置(40)包括设置于支撑装置(20)上端的制备腔体(400)和连通于制备腔体(400)上的传输腔体(401)，传输腔体(401)上设有与第一对接口(302)对接的第二对接口(403)，制备腔体(400)上设有：

用于与样品测量装置(50)对接的第三对接口(406)；

用于超高真空状态下样品固定及角度控制的样品台组件(402)；

用于对不同形状纳米材料进行制备的蒸发组件(407)和刻蚀组件(408)；

用于从正下方观测样品台组件(40)的第一显微观测组件(409)；

用于从正前方观测样品台组件(40)的第二显微观测组件(410)；

用于实现样品及设备内易耗配件在快速进样装置(30)与传输腔体(401)之间相互传递的第三样品传递控制杆(412)；

用于制备出纳米材料在制备腔体(400)与样品测量装置(50)之间相互传递的第二样品传递控制杆(411)；

样品测量装置(50)，用于超高真空极低温环境下的纳米材料的表征及转运纳米材料至互联通道(60)，所述样品测量装置(50)包括设置于支撑装置(20)上端的测量腔体(500)，所述测量腔体(500)内置有对纳米材料表征的测量头(511)，测量腔体(500)上设有：

用于与第三对接口(406)对接的第四对接口(501)；

用于制备出纳米材料在测量腔体(500)与样品制备装置(40)之间相互传递的第五样品传递控制杆(505)；

用于对测量腔体(500)进行制冷并保持极低温环境的氦三制冷机(507)；

用于直流电条件下运行不发生能量损失以产生磁场的超导磁体(509)；

用于降低测量头(511)热辐射漏热的的冷屏(510)；

用于透过冷屏(510)和超导磁体(509)并与测量头(511)之间进行光学交互的第三显微观测组件(508)。

2.如权利要求1所述的超高真空极低温纳米材料制备及表征设备，其特征在于：所述支撑装置(20)包括支撑框架(201)和设置于支撑框架上的面板(202)，且支撑框架(201)由铝型材框架与不锈钢支撑柱组成。

3.如权利要求1所述的超高真空极低温纳米材料制备及表征设备，其特征在于：所述制备腔体(400)和传输腔体(401)上均设有若干个用于观察样品传递状态的第一观察窗口(405)。

4.如权利要求1所述的超高真空极低温纳米材料制备及表征设备，其特征在于：所述样品台组件(402)包括：

用于样品固定及纳米级精度角度控制的样品台座(422)；

用于纳米材料制备掩膜版固定及纳米级精度角度控制的掩膜版座(423)；

用于实现样品台座(422)和掩膜版座(423)进行XYZ轴及旋转四个维度运动的大范围运动件(421)。

5.如权利要求1所述的超高真空极低温纳米材料制备及表征设备，其特征在于：所述第一对接口(302)、第二对接口(403)、第三对接口(406)、第四对接口(501)和第五对接口(531)上均设有用于保证各装置柔性连接的柔性波纹管和用于选择性的进行打开或关闭通道的超高真空闸板阀。