一种用于纳米材料实验的真空互联系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于纳米材料实验的真空互联系统及方法。该真空互联系统包括材料生长平台、器件工艺平台、测试分析平台和互联平台，其中，所述互联平台包括管道设备、中续设备、传输设备、真空获得设备、输入输出设备和控制设备；所述材料生长平台和器件工艺平台用于器件的加工，所述测试分析平台用于材料的生长和性质的测量与分析，所述材料生长平台、器件工艺平台和测试分析平台通过所述互联平台互相连接。本发明专利技术能够使材料的生长、测试和加工等工序均在真空环境中进行，为材料研究和器件研发提供好的真空环境，建立真空环境下从材料、器件、封装到测试的综合研究设施，提供多种极端条件下材料、结构和性能关系的科学研究平台。

【技术实现步骤摘要】
一种用于纳米材料实验的真空互联系统及方法
本专利技术涉及真空互联领域，具体而言涉及一种用于纳米材料实验的真空互联系统及方法。
技术介绍
纳米技术应用产业是随着技术发展而逐渐发展起来的新兴产业，纳米技术应用涉及纳米材料的生长、加工、测试等工艺步骤；纳米材料的生长、加工、测试等工艺步骤需要较好的真空环境；目前，通常将纳米材料在真空环境的材料生长平台上生成后，取出在放入到真空环境的器件工艺平台或测试分析平台上进行材料加工或测试，但这种方式需要将真空环境中生长的材料取出到非真空环境，之后再放入真空环境，由于材料生长平台、器件工艺平台和测试分析平台之间是非真空环境，较难保证材料在各个平台之间转移时收到外界环境的影响，且材料生长平台、器件工艺平台和测试分析平台的独立的实验平台，各个平台之间的真空度存在差异，且单一的实验平台很难达到较高的真空度，实验超真空的材料实验环境。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种用于纳米材料实验的真空互联系统及方法，能够使材料的生长、测试和加工等工序均在真空环境中进行，提供超高真空环境下材料、结构和性能关系的科学研究平台。为解决上述技术问题，本专利技术提出的一个技术方案是：提供一种用于纳米材料实验的真空互联系统，该真空互联系统包括：材料生长平台、器件工艺平台、测试分析平台和互联平台；其中，所述材料生长平台和器件工艺平台用于器件的加工，所述测试分析平台用于材料的生长和性质的测量与分析，所述材料生长平台、器件工艺平台和测试分析平台通过所述互联平台互相连接。其中，所述互联平台包括管道设备、中续设备、传输设备、真空获得设备、输入输出设备和控制设备；所述管道设备通过所述中续设备进行连接；所述传输设备驱动所述管道设备中的物体移动；所述真空获得设备和所述管道设备连接，用于向所述管道设备提供真空环境；所述输入输出设备设置在所述互联平台与其他平台的连接处，用于材料在所述互联平台和其他平台之间的输入输出；所述控制设备与所述中续设备、传输设备、真空获得设备以及输入输出设备连接，用于对所述中续设备、传输设备、真空获得设备以及输入输出设备进行运行控制。其中，所述中续设备包括开关闭合装置、腔体和控制装置；所述管道设备包括材料输入输出管道、真空过渡调节管道、材料传输管道和存储功能管道；所述腔体包括具有至少两个接口的中转过渡腔体和交接互通腔体；所述材料输入输出管道、真空过渡调节管道以及材料传输管道依次通过开关闭合装置连接，所述存储功能管道通过开关闭合装置连接所述材料传输管道的侧壁，相邻的所述材料传输管道之间通过所述中转过渡腔体或所述交接互通腔体连接，所述控制装置与所述开关闭合装置连接，所述控制装置用于控制所述开关闭合装置的打开或关闭。其中，所述传输设备包括传输带动装置、传输轨道、非接触驱动装置和装载卸载装置；所述传输设备设置在所述管道设备中具体为：所述传输带动装置和非接触驱动装置设置在所述管道设备的外围，所述传输轨道和所述装载卸载装置设置在所述管道设备内部，所述装载卸载装置放置在所述传输轨道上；所述非接触驱动装置用于驱动所述传输带动装置移动或所述装载卸载装置移动。其中，所述真空获得设备包括高真空获得设备和超高真空获得设备；所述真空获得设备和所述管道设备连接具体为：所述材料输入输出管道、所述真空过渡调节管道和所述材料传输管道与所述高真空获得设备连接，所述真空过渡调节管道与所述超高真空获得设备连接。其中，所述中转过渡腔体与所述机械真空获得设备连接。其中，所述交接互通腔体与所述机械真空获得设备连接。其中，所述互联平台包括多个输入输出设备；所述多个输入输出设备均包括材料取放装置和至少两个接口的转接装置；所述输入输出设备设置在所述互联平台与各个平台的连接处具体为：所述转接装置的其中一个接口与所述互联平台连接，所述转接装置的其中另一个接口与所述材料生长平台、器件工艺平台或测试分析平台的输入输出接口连接，所述材料取放装置设置在所述转接装置上，用于将材料在所述互联平台和所述材料生长平台、器件工艺平台或测试分析平台之间进行取放。其中，还包括接口设备，所述接口设备设置在所述输入输出设备与所述材料生长平台、器件工艺平台或测试分析平台的连接处。其中，所述交接互通腔体内设置有自动化装载卸载机器人。本专利技术另一实施例提供一种用于纳米材料实验的真空互联方法，该真空互联方法包括：利用所述互联平台中的所述输入输出设备，将所述材料生长平台、器件工艺平台或测试分析平台中材料放入所述互联平台中的所述传输设备上；运行所述中续设备和所述真空获得设备调节所述互联平台中的各个设备的真空度，直至所述互联平台中各个设备的真空度一致；开启所述控制设备，通过所述控制设备驱动载有材料的所述传输设备在所述管道设备中移动，使所述传输设备从所述一个输入输出设备移动到所述输入输出设备中的另一个输入输出设备；利用所述另一个输入输出设备，将所述材料从所述传输设备上取出，放入与所述另一个输入输出设备连接的所述材料生长平台、器件工艺平台或测试分析平台中，完成材料在所述材料生长平台、器件工艺平台、测试分析平台和互联平台中的移动传输。本专利技术实施例的用于纳米材料实验的真空互联系统及方法，该真空互联系统包括材料生长平台、器件工艺平台、测试分析平台和互联平台，其中，所述互联平台包括管道设备、中续设备、传输设备、真空获得设备、输入输出设备和控制设备；所述材料生长平台和器件工艺平台用于器件的加工，所述测试分析平台用于材料的生长和性质的测量与分析，所述材料生长平台、器件工艺平台和测试分析平台通过所述互联平台互相连接。本专利技术能够使材料的生长、测试和加工等工序均在真空环境中进行，为材料研究和器件研发提供好的真空环境，建立真空环境下从材料、器件、封装到测试的综合研究设施，提供多种极端条件下材料、结构和性能关系的科学研究平台。附图说明图1是本专利技术实施例的一种用于纳米材料实验的真空互联系统的框架示意图；图2是图1中互联平台的框架示意图；图3是图2中续设备102与管道设置101的连接示意图；图4是本专利技术实施例的一种用于纳米材料实验的真空互联方法的方法流程图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术所提供的一种用于纳米材料实验的真空互联系统及方法做进一步详细描述。参考图1，图1是本专利技术实施例的一种用于纳米材料实验的真空互联系统的框架示意图，所述真空互联系统包括：材料生长平台200、器件工艺平台300、测试分析平台400和互联平台100。其中，所述材料生长平台200和器件工艺平台300用于器件的生长加工，所述测试分析平台400用于材料的生长和性质的测量与分析，所述材料生长平台200、器件工艺平台300和测试分析平台400通过所述互联平台100互相连接。具体的，所述材料生长平台200、器件工艺平台300和测试分析平台400均为纳米材料和器件的实验平台，所述材料生长平台200、器件工艺平台300和测试分析平台400均由高精确度的控制平台进行操控，实现纳米材料或器件的高精度生长、加工和测试；其中，测试分析平台400用于包括纳米材料的生长和性质的原位测量与分析、异质结的表面与界面特性分析、材料的位错和缺陷分析、表面态与能带结构分析、器件构效关系综合分析、器件特性及可靠性分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于纳米材料实验的真空互联系统，其特征在于，包括：材料生长平台、器件工艺平台、测试分析平台和互联平台；其中，所述材料生长平台和器件工艺平台用于材料或器件的加工，所述测试分析平台用于材料的生长和性质的测量与分析，所述材料生长平台、器件工艺平台和测试分析平台通过所述互联平台互相连接；其中，所述互联平台包括管道设备、中续设备、传输设备、真空获得设备、输入输出设备和控制设备；所述管道设备通过所述中续设备进行连接；所述传输设备驱动所述管道设备中的物体移动；所述真空获得设备和所述管道设备连接，用于向所述管道设备提供真空环境；所述输入输出设备设置在所述互联平台与其他平台的连接处，用于材料在所述互联平台和其他平台之间的输入输出；所述控制设备与所述中续设备、传输设备、真空获得设备以及输入输出设备连接，用于对所述中续设备、传输设备、真空获得设备以及输入输出设备进行运行控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于纳米材料实验的真空互联系统，其特征在于，包括：材料生长平台、器件工艺平台、测试分析平台和互联平台；其中，所述材料生长平台和器件工艺平台用于材料或器件的加工，所述测试分析平台用于材料的生长和性质的测量与分析，所述材料生长平台、器件工艺平台和测试分析平台通过所述互联平台互相连接；其中，所述互联平台包括管道设备、中续设备、传输设备、真空获得设备、输入输出设备和控制设备；所述管道设备通过所述中续设备进行连接；所述传输设备驱动所述管道设备中的物体移动；所述真空获得设备和所述管道设备连接，用于向所述管道设备提供真空环境；所述输入输出设备设置在所述互联平台与其他平台的连接处，用于材料在所述互联平台和其他平台之间的输入输出；所述控制设备与所述中续设备、传输设备、真空获得设备以及输入输出设备连接，用于对所述中续设备、传输设备、真空获得设备以及输入输出设备进行运行控制。2.根据权利要求1所述的真空互联系统，其特征在于，所述中续设备包括开关闭合装置、腔体和控制装置；所述管道设备包括材料输入输出管道、真空过渡调节管道、材料传输管道和存储功能管道；所述腔体包括具有至少两个接口的中转过渡腔体和交接互通腔体；所述材料输入输出管道、真空过渡调节管道以及材料传输管道依次通过开关闭合装置连接，所述存储功能管道通过开关闭合装置连接所述材料传输管道的侧壁，相邻的所述材料传输管道之间通过所述中转过渡腔体或所述交接互通腔体连接，所述控制装置与所述开关闭合装置连接，所述控制装置用于控制所述开关闭合装置的打开或关闭。3.根据权利要求1所述的真空互联系统，其特征在于，所述传输设备包括传输带动装置、传输轨道、非接触驱动装置和装载卸载装置；所述传输设备设置在所述管道设备中具体为：所述传输带动装置和非接触驱动装置设置在所述管道设备的外围，所述传输轨道和所述装载卸载装置设置在所述管道设备内部，所述装载卸载装置放置在所述传输轨道上；所述非接触驱动装置用于驱动所述传输带动装置移动或所述装载卸载装置移动。4.根据权利要求2所述的真空互联系统，其特征在于，所述真空获得设备包括高真空获得设备和超高真空获得设备；所述真空获得设备和所述管道设备连接具体为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，徐科，张宝顺，丁孙安，张永红，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32