输运性质测量系统技术方案

一种输运性质测量系统，包括一测量头和一测量腔，所述测量头包括一样品台、一探针台和一第一电极盘，所述探针台位于所述样品台与第一电极盘之间，所述测量腔内具有一第二电极盘，所述第一电极盘和第二电极盘具有一一对应的电极。本发明专利技术进一步涉及一利用所述输运性质测量系统的原位输运性质的测量装置及其测量方法。

【技术实现步骤摘要】
输运性质测量系统
本专利技术涉及一种输运性质测量系统。
技术介绍
低维量子物质是物理学研究内容最丰富的领域之一。半导体异质结界面的二维电子气、石墨烯、铜基和铁基超导体、拓扑绝缘体、氧化物界面以及过渡金属硫族化合物层状材料等等都属于这类体系。这些体系展现了自然界中一些最神奇的量子态，涉及凝聚态物理主要的重大科学问题，是揭示低维物理最具挑战的强电子关联问题的关键体系，它们很有可能还是导致未来信息、清洁能源、电力和精密测量等技术重大革新甚至是革命的一类体系，是目前全世界的研究重点。对于这类体系的研究，不但需要精密的实验手段，更加重要的是，由于它们均可以从物理上提炼简化为厚度为一到几个原子层/单位原胞的准二维体系，一般情况下无法在空气环境下直接进行研究，需要将真空环境内生长的低维材料拿出真空系统，再放入测量系统上进行测量。现有技术的测量系统只能在可视状态下，将探针与低维材料电接触，以对该低维材料进行输运性质的测量，限制了该测量系统的应用范围。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种非可视状态下能使探针阵列与低维材料结构电接触以测量低维材料结构输运性质的输运性质测量系统。一种输运性质测量系统，包括一测量头和一测量腔，所述测量头包括一样品台、一探针台和一第一电极盘，所述探针台位于所述样品台与第一电极盘之间，所述测量腔内具有一第二电极盘，所述第一电极盘和第二电极盘具有一一对应的电极。与现有技术相比，本专利技术提供的输运性质测量系统中，测量头中的第一电极盘和测量腔中的第二电极盘具有一一对应的电极，且探针台可以在空间内移动以便探针台中的探针阵列与样品台中的电极接触。因此，可以先使探针阵列与电极对准接触后，然后使探针阵列略微移开电极，再将电极和探针阵列整体传送至所述测量腔中，最后使所述探针阵列接触所述电极进行输运性质测量，从而可以在非可视状态下，使探针阵列与低维材料结构电接触，测量该低维材料结构的输运性质，进一步扩大了输运性质测量系统的应用范围。附图说明图1为原位输运性质测量装置的立体结构的结构示意图。图2为低维材料制备系统的剖面结构示意图。图3为低维材料处理系统的立体结构的结构示意图。图4为低维材料处理系统中电极蒸镀腔内部的立体结构分解图。图5为低维材料处理系统中刻划处理腔内部及显微镜的立体结构示意图。图6为输运性质测量系统的立体结构分解示意图。图7为输运性质测量系统中探针台的剖面结构示意图。图8为低维材料原位输运性质测量方法的流程图。主要元件符号说明原位输运性质测量装置10第一连接管20第二连接管22第三连接管24低维材料制备系统12反应腔120基底122低维材料结构124蒸发源126真空泵128真空规130快速进样腔132磁力杆134样品托136悬臂杆138低维材料表征系统14低维材料处理系统16电极蒸发源160电极蒸镀单元162底法兰1620支撑杆1622支撑台1624第一限位框1626第一开口16260斜面16262第一壁16264第二限位框1628第二开口16282第一样品托插座1630凸棒1632磁力棒1634传样腔164刻划处理单元166顶法兰1660微动刻划器1662刻划针1664第二样品托插座1666显微镜168输运性质测量系统18测量头180样品台1800探针台1802限位基底18020筒状基底18022底壁18024位移台18026第一位移体18026a第二位移体18026b压电陶瓷18028探针阵列18030第一电极盘1804测量腔182第二电极盘1820如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合附图及具体实施例对本专利技术提供的原位输运性质测量装置作进一步的详细说明。请参见图1，本专利技术提供一种原位输运性质测量装置10，包括一低维材料制备系统12、一低维材料表征系统14、一低维材料处理系统16和一输运性质测量系统18。所述低维材料制备系统12通过第一连接管20与低维材料表征系统14连接，所述低维材料制备系统12通过第二连接管22与低维材料处理系统16连接，所述低维材料处理系统16通过第三连接管24与输运性质测量系统18连接。可以理解，第一连接管20、第二连接管22、第三连接管24以及低维材料制备系统12、低维材料表征系统14、低维材料处理系统16和输运性质测量系统18之间均通过法兰连接。所述低维材料制备系统12的作用是制备低维材料，所述低维材料表征系统14是对低维材料形貌和表面电子结构进行测试分析，所述低维材料处理系统16是在低维材料的表面设置电极并将该电极微刻划出来，所述输运性质测量系统18是对该低维材料的输运性质进行测量。所述低维材料制备系统12、低维材料表征系统14、低维材料处理系统16和输运性质测量系统18中设置多个磁力杆134，该多个磁力杆134在低维材料制备系统12、低维材料表征系统14、低维材料处理系统16和输运性质测量系统18之间传递样品。所述原位输运性质测量装置10为真空环境，而且多个磁力杆134在低维材料制备系统12、低维材料表征系统14、低维材料处理系统16和输运性质测量系统18之间传递样品的过程中也保持真空环境。所述真空环境可以通过真空泵128抽真空实现。可以理解，所述低维材料制备系统12、低维材料表征系统14、低维材料处理系统16和输运性质测量系统18之间均可通过一连接管及法兰实现两两相连接，这四个系统可以通过所述磁力杆134自由传递样品。本专利技术仅以低维材料制备系统12为例具体说明磁力杆134的设置方式，低维材料表征系统14、低维材料处理系统16和输运性质测量系统18中设置磁力杆134的方式类似，这里不再赘述。请参见图2，所述低维材料制备系统12包括一反应腔120、一悬臂杆138、一蒸发源126、一真空泵128、一磁力杆134以及一快速进样腔132。所述低维材料制备系统12在使用时，还包括一基底122。所述悬臂杆138具有相对两端，一端固定于反应腔120内壁，另一端用于固定所述基底122。所述多个蒸发源126与反应腔120连接，并且间隔正对基底122。具体地，所述基底122具有相对的上表面和下表面，该基底122上表面通过所述悬臂杆138连接于反应腔120的上侧壁。所述多个蒸发源126间隔正对基底122的下表面。所述真空泵128与所述反应腔120连接，使得反应腔120内为真空环境。所述磁力杆134的一端设置有样品托136并伸入所述反应腔120内，所述磁力杆134的另一端留在反应腔120外侧，以便操作该磁力杆134，使得该磁力杆134可以带动样品托136移动或使所述样品托136围绕磁力杆134旋转。所述快速进样腔132与反应腔120连接，便于反应之前将基底122放入反应腔120内，并将其固定于所述悬臂杆138。进一步，所述低维材料制备系统12还可以包括一真空规130，该真空规130与所述反应腔120连接，用于测量反应腔120的真空度。而且，该低维材料制备系统12还可以设置一可视窗（未绘制），以便观察低维材料的制备。所述低维材料制备系统12进一步包括一开口（未绘制），以便于该低维材料制备系统12与所述第一连接管20通过法兰连接。所述蒸发源126、真空泵128、真空规130和磁力杆134与反应腔120的连接均为法兰连接。本实施例中，所述低维材料制备系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输运性质测量系统，包括一测量头和一测量腔，其特征在于，所述测量头包括一样品台、一探针台和一第一电极盘，所述探针台位于所述样品台与第一电极盘之间，所述测量腔内具有一第二电极盘，所述第一电极盘和第二电极盘具有一一对应的电极。

【技术特征摘要】
1.一种输运性质测量系统，包括一测量头和一测量腔，其特征在于，所述测量头包括一样品台、一探针台和一第一电极盘，所述探针台位于所述样品台与第一电极盘之间，所述测量腔内具有一第二电极盘，所述第一电极盘和第二电极盘具有一一对应的电极，所述第二电极盘位于测量腔内的底部，并且所述测量腔密闭且不透明。2.如权利要求1所述的输运性质测量系统，其特征在于，所述测量腔为真空环境。3.如权利要求1所述的输运性质测量系统，其特征在于，所述探针台包括一限位基底、一筒状基底和一设置有探针阵列的位移台，所述限位基底和筒状基底用于使所述位移台移动，使得所述探针阵列移动。4.如权利要求3所述的输运性质测量系统，其特征在于，所述位移台由一第一位移体和一第二位移体组成，该第二位移体具有相对的两端，所述第一位移体的中间与第二位移体的一端连接，所述第二位移体的另一端设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小鹏，薛其坤，陈曦，赵大鹏，郑澄，唐林，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11