一种激活反射式光阴极的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种激活反射式光阴极的装置，它包括由样品加载室（2）与激活腔室（5）构成的真空腔室、由磁耦合传样杆（1）与样品架（25）组成的样品传送机构和由样品架固定台（15）与线性位移器（9）组成的工作台；与样品加载室（2）穿通且在激活腔室（5）内能进出的磁耦合传样杆（1）前端插接或卸载样品架（25），激活腔室（5）内的样品架固定台（15）固定在线性位移器（9）的顶端，样品架（25）卡固在样品架固定台（15）上。本实用新型专利技术的技术效果是：能制备光阴极材料，设备体积小、重量轻，耗材少、能耗低。

Device for activating reflective photocathode

The utility model discloses a device for activation of reflective photocathode, which comprises a sample loading chamber (2) and (5) constitute the activation chamber of the vacuum chamber, by magnetic coupling transmission rod (1) and a sample holder (25) and by the sample transfer mechanism composed of sample holder fixed station (15) with the linear actuator (9) composed of Taiwan work; and sample loading chamber (2) penetrating and activation in the chamber (5) can transfer import magnetic coupling rod (1) is inserted or unloading the sample frame (25), (5) within the activation chamber sample holder (15) fixed fixed station in the linear actuator (9) the top of the sample holder (25) fixed on a sample holder is fixed on the table (15). The technical effect of the utility model is that the cathode material can be prepared, the equipment is small in size, light in weight, low in material consumption and low in energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种激活反射式光阴极的装置
本技术属于光阴极材料制作的
，具体涉及一种激活光阴极的装置，光阴极材料应用于自旋极化电子显微镜，自旋极化电子能量谱仪等。
技术介绍
光阴极材料是利用光电效应，用光照射样品表面使电子从材料表面逸出从而获得电子，受激发的材料就称为光阴极材料。III-V族半导体是现今最广泛应用的光阴极材料，有较高的量子效率从而可以得到高亮度的电子束。目前光电子的激活可采用反射式和背射式激活方式。背射式的主要优点在于可将激发光源装置放在光阴极发射面的背面，使结构设计更加简单，但这种方式对样品的厚度要求苛刻，而反射式则不存在这个问题。由于电子逸出过程强烈的依赖于材料表面杂质原子的数量，因此去除阴极材料表面的杂质原子成为激活阴极材料的关键步骤之一。表面功函数，即电子克服材料表面的束缚能逸出到真空中。但是通常情况，真空能级都高于材料表面能级，因此降低表面功函数，是得到高量子效率的关键。降低表面功函数最常用的方式是在表面外延生长几个氧化铯原子层。例如对于光阴极材料砷化镓而言，图1是砷化镓光阴极材料经过三种不同处理方式后的能带结构对比图，A为砷化镓表面无任何外延处理情况下时，真空能级远远高于导带能级，说明需要远大于禁带宽度能量的光子才能激发出电子。B为在砷化镓表面外延生长一定厚度铯，此时真空能级与导带几乎相等。C为砷化镓表面外延生长氧化铯，真空能级会低于导带能级，也就意味着只要受激发的电子能够到达阴极材料表面，就能够逸出到真空（即所谓的负电子亲和势）。因此要得到理想的光阴极材料主要包含两个步骤：去除表面杂质和生长一定厚度的氧化铯外延层。现有的光阴极材料激活装置由用户定制，并且光阴极材料样品比较大，所使用的设备体积和重量较大，不利于小型科研设备的配套安装。本技术专利所称的“样品”是指用光阴极材料制作的样品。
技术实现思路
针对科研所用材存在的实际困难，本技术所要解决的技术问题就提供了一种小型和轻量化的激活反射式光阴极的装置，满足反射式光阴极材料激活，制备自旋极化砷化镓光阴极，来产生高亮度以及自旋极化电子，并能够灵活应用在相应电子显微镜设备上。本技术所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括由样品加载室与激活腔室构成的真空腔室、由磁耦合传样杆与样品架组成的样品传送机构和由样品架固定台与线性位移器组成的工作台；与样品加载室穿通且在激活腔室内能进出的磁耦合传样杆前端插接或卸载样品架，激活腔室内的样品架固定台固定在线性位移器的顶端，样品架卡固在样品架固定台上。本技术的技术效果是:能制备光阴极材料，且设备体积小、重量轻，耗材少、能耗低。附图说明本技术的附图说明如下：图1为砷化镓样品经过三种处理方式后的能带对比图；图2本技术的正视图；图3本技术的俯视图；图4本技术的样品架固定台的平面图；图5本技术的样品架固定台的立体图；图6本技术的样品架的结构图；图7本技术的传样固定头的结构图。图中：1、磁耦合传样杆；2、样品加载室；3、分子泵；4、插板阀；5、激活腔室；6、离子泵；7、全金属闸板阀；8、玻璃视窗；9、线性位移器；10、真空电极导入插头；11、石英视窗；12、真空规；13、氧气漏阀；14、真空电极导入插头；15、样品架固定台；16样品架组件、17、弹性固定压片；18、连接件；19、刚玉陶瓷杆；20、灯丝屏蔽罩；21、灯丝；22、陶瓷零件；23、灯丝组件支架；24、导线；25、样品架；26、光阴极样品；27、空心圆压片；28、样品架接头；29、卡销；30、样品架传样座；31、弹簧；32传样座连接件。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：如图2、图3、图4所示，本技术包括由样品加载室2与激活腔室5构成的真空腔室、由磁耦合传样杆1与样品架25组成的样品传送机构和由样品架固定台15与线性位移器9组成的工作台；与样品加载室2穿通且在激活腔室5内能进出的磁耦合传样杆1前端插接或卸载样品架25，激活腔室5内的样品架固定台15固定在线性位移器9的顶端，样品架25卡固在样品架固定台15上。真空腔室提供激活样品的真空环境，样品传送机构用于放入或取出样品，实施在真空腔室内更换样品，工作台用于给样品生长氧化铯外延层和激发样品的光电子。样品加载室2与激活腔室5之间装有插板阀4。设置插板阀4是为了保持激活腔体5真空条件下，从大气环境中装载样品或取出样品。装载样品的操作过程为：在样品架25上装载样品，首先，关闭插板阀4，破除样品加载室2的真空，打开并放入样品架25，其次，将样品加载室2密封后启动分子泵3，将样品加载室2真空恢复，激活腔室5始终保持真空，提高了设备操作效率同时避免了大气对其造成的污染；最后利用磁耦合传样杆1将样品架25从样品加载室2向激活腔室5传送。取出样品的操作同理，不再累述。所述激活腔体5开有10个法兰口，分别连接插板阀4、离子泵6、全金属闸板阀7、玻璃视窗8、线性位移器9、真空电极导入插头10、石英视窗11、真空规12、氧气漏阀13、真空电极导入插头14。其中，离子泵6用于维持超高真空；全金属插板阀7用于连接主设备；玻璃视窗8用于操作人员观察真空内部情况；线性位移器9用于固定样品架固定台15；真空电极导入插头10用于连接样品加热和光电流测量的导线24；石英视窗11用于将激光引入真空照射在光阴极样品26；真空规12用于真空测量；氧气漏阀13提供光阴极样品26所用氧气；真空电极导入插头14用于安装铯蒸发源。如图4和图5所示，样品架固定台15包括有固定台17、连接件18、刚玉陶瓷杆19和灯丝组件支架23，固定台17固定在连接件18的一端，连接件18另一端套箍在刚玉陶瓷杆19上，连接件18下部通过箍紧螺钉连接固定有灯丝组件支架23；在灯丝组件支架23面对固定台17一面设有固定灯丝的陶瓷零件22，陶瓷零件22上安装有灯丝21，灯丝屏蔽罩20套在灯丝21和陶瓷零件22外围。陶瓷零件22起绝缘的作用；灯丝屏蔽罩20选用钼金属材料，用于挡住灯丝的热辐射向外扩散，同时可改变灯丝与样品之间的电场使灯丝发射出来的电子完全轰击到光阴极样品26背面提高加热效率。三根导线24分别两根连接灯丝21，一根通过连接件18与连接样品架25。刚玉陶瓷杆19的绝热性能阻止光阴极样品26热量向外传递，同时刚玉陶瓷杆19绝缘性能将连接件18与外部绝缘，从而容易测量从样品表面发射出的光电流。样品架25通过插片方式插入样品架固定台15侧面的V形槽内，压在弹性固定压片17下面。样品架固定台15的刚玉陶瓷杆19固定在线性位移器9顶端。如图6所示，样品架25包括带手柄的空心圆板和空心圆压片27，在带手柄的空心圆板与空心圆压片27的中心部夹持固定有光阴极样品26，两个半圆柱的样品架接头28合并夹在带手柄的空心圆板的手柄部的上下两面，样品架接头28尾部嵌有平行于带手柄的空心圆板方向的卡销29。如图7所示，磁耦合传样杆1的前端通过传样座连接件32固定连接有样品架传样座30，样品架传样座30为与样品架接头28配合的圆筒形开口膨胀套，样品架传样座30的圆筒内底装有弹簧31，样品架传样座30前端设有与卡销29转动配合的卡沿。操作磁耦合传样杆1，样品架传样座30相应的转动或轴向运动。当需要将样品架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激活反射式光阴极的装置，其特征是：包括由样品加载室（2）与激活腔室（5）构成的真空腔室、由磁耦合传样杆（1）与样品架（25）组成的样品传送机构和由样品架固定台（15）与线性位移器（9）组成的工作台；与样品加载室（2）穿通且在激活腔室（5）内能进出的磁耦合传样杆（1）前端插接或卸载样品架（25），激活腔室（5）内的样品架固定台（15）固定在线性位移器（9）的顶端，样品架（25）卡固在样品架固定台（15）上。

【技术特征摘要】
1.一种激活反射式光阴极的装置，其特征是：包括由样品加载室（2）与激活腔室（5）构成的真空腔室、由磁耦合传样杆（1）与样品架（25）组成的样品传送机构和由样品架固定台（15）与线性位移器（9）组成的工作台；与样品加载室（2）穿通且在激活腔室（5）内能进出的磁耦合传样杆（1）前端插接或卸载样品架（25），激活腔室（5）内的样品架固定台（15）固定在线性位移器（9）的顶端，样品架（25）卡固在样品架固定台（15）上。2.根据权利要求1所述的激活反射式光阴极的装置，其特征是：样品加载室（2）与激活腔室（5）之间装有插板阀（4）。3.根据权利要求1或2所述的激活反射式光阴极的装置，其特征是：样品架固定台（15）包括有固定台（17）、连接件（18）、刚玉陶瓷杆（19）和灯丝组件支架（23），固定台（17）固定在连接件（18）的一端，连接件（18）另一端套箍在刚玉陶瓷杆（19）上，连接件（18）下部通过箍紧螺钉连接固定有灯丝组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小东，唐文新，孙建国，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50