一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置及测量方法,所述测量装置包括沉积板、承托板、镀膜样片和支撑组件，所述沉积板和承托板固定在所述支撑组件上，所述沉积板上设有呈矩阵分布的用于放置镀膜样片的安置孔，所述承托板上设有与所述安置孔一一对应的承托孔，所述镀膜样片的面积大于所述承托孔的面积并小与所述安置孔的面积。本发明专利技术利用机械结构测量原子蒸汽空间密度分布，结构简单，测量方法简便，测量结果可靠性高。

Measuring device and measuring method for atomic vapor spatial density distribution

The invention discloses a measuring device and a measuring method for the spatial density distribution of atomic vapor. The measuring device comprises a deposition plate, a supporting plate, a coating sample and a supporting component. The deposition plate and a supporting plate are fixed on the supporting component, and the deposition plate is provided with a matrix distribution for placing the coating sample. The supporting plate is provided with supporting holes corresponding to the positioning holes one by one. The area of the coating sample is larger than the area of the supporting holes and smaller than the area of the positioning holes. The invention uses mechanical structure to measure the spatial density distribution of atomic vapor, has simple structure, simple measurement method and high reliability of measurement results.

【技术实现步骤摘要】
一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置及测量方法
本专利技术涉及材料科学
，特别是涉及一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置及测量方法。
技术介绍
在真空镀膜研究领域，掌握金属蒸汽特性是关键因素。研究原子蒸汽的密度分布对提高真空镀膜的研究起着重要作用。目前多采用光物理方法对原子蒸汽的空间分布密度进行测量，但此方法对测量环境、测量设备的要求较高，对于仅想获得原子蒸汽的空间密度分布来说，实验步骤过于繁琐，并不具有普适性，尤其是对于坩埚熔池上方不同高度上原子蒸汽的空间密度的测量，费时费力。
技术实现思路
本专利技术的目的是摒弃了传统光物理方法测量原子蒸汽空间分布的思路，采用机械结构的形式，设计了一种可对不同高度、不同分布形式的原子蒸汽密度进行测量的装置。本专利技术的另一目的是提供一种测量方法简便、测量可靠性高的原子蒸汽密度测量方法，以测量不同高度位置上原子蒸汽的空间密度。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置，包括沉积板、承托板、镀膜样片和支撑组件，所述沉积板和承托板固定在所述支撑组件上，所述沉积板上设有呈矩阵分布的用于放置镀膜样片的安置孔，所述承托板上设有与所述安置孔一一对应的承托孔，所述镀膜样片的面积大于所述承托孔的面积并小与所述安置孔的面积。在上述技术方案中，所述沉积板、承托板、支撑组件和镀膜样片的材质为不锈钢、金属钼或金属铌。在上述技术方案中，所述支撑组件包括支撑框和固定设置在所述支撑框边缘的凸起卡边。所述支撑框和凸起卡边用于对所述沉积板和承托板的边缘位置进行限位。在上述技术方案中，所述支撑框为长方形框架，所述凸起卡边均匀分布在所述长方形框架的四个边上。由此可实现对和沉积板和承托板的边缘位置进行定位，不妨碍原子蒸汽的沉积。在上述技术方案中，所述沉积板和承托板均为长方形板，且所述沉积板和承托板的四条边由所述凸起卡边卡合。长方形板的外形与所述支撑框的形状相匹配以实现良好定位。在上述技术方案中，所述沉积板和承托板通过螺钉固定在所述的支撑框上。所述沉积板的边缘位置、承托板的边缘位置和所述支撑框上对应设置定位螺孔，与螺钉配合以固定所述沉积板和承托板。在上述技术方案中，所述安置孔、承托孔和镀膜样片均为正方形结构。在上述技术方案中，所述安置孔、承托孔和镀膜样片均为长方形结构。在上述技术方案中，所述安置孔的边长比所述承托孔的边长大1-2mm。在上述技术方案中，所述镀膜样片的边长比所述安置孔的边长小1-2mm。本专利技术的另一方面，还包括所述测量装置的测量方法，包括以下步骤：步骤1，将呈矩阵分布的镀膜样片进行定位；步骤2，将测量装置放置在原子蒸汽环境中，原子沉积在所述镀膜样片上成膜；步骤3，利用镀膜样片沉积原子前后的质量差计算原子个数；步骤4，根据镀膜样片面积和平均原子速度估算出测试区域的原子蒸汽密度分布。作为优选方式，所述步骤1中，先后将承托板和沉积板固定在支撑组件上，将镀膜样片安置在安置孔内，组装测量装置。如此便于镀膜样片的定位，省时省力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.利用机械结构测量原子蒸汽空间密度分布，结构简单，测量方法简便，测量结果可靠性高。2.采用承托板和沉积板两板配合，上部放入镀膜样片的结构。组合形式简单，便于适配各种分布形式的原子蒸汽。3.本专利技术的测量装置，每次仅需要通过更换覆盖样片即可实现反复测量，提高了装置的重复利用性。附图说明图1所示为本专利技术相匹配的沉积板(a)、承托板(b)、镀膜样片(c)的结构示意图。图2所示为本专利技术相匹配的沉积板(a)、承托板(b)、镀膜样片(c)的结构示意图。图3所示为支撑组件的结构示意图。图4所示为本专利技术测量装置的组装图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置，包括沉积板1、承托板3、镀膜样片6和支撑组件，所述沉积板1和承托板3固定在所述支撑组件上，所述沉积板上设有呈矩阵分布的用于放置镀膜样片的安置孔2，所述承托板上设有与所述安置孔一一对应的承托孔4，所述镀膜样片的面积大于所述承托孔的面积并小与所述安置孔的面积。作为优选方式，所述镀膜样片6一一安置在沉积板1的安置孔2内，所述定位机构包括承托板和用于固定所述沉积板和承托板的支撑组件；所述承托板3上设有与所述安置孔一一对应的承托孔4，所述承托孔的面积小与所述安置孔的面积。所述承托孔用于承托所述的镀膜样片使其在所述安置孔内定位，并使得原子蒸汽通过承托孔后沉积在镀膜样片上。作为优选方式，所述沉积板、承托板、支撑组件和镀膜样片的材质为不锈钢、金属钼或金属铌。根据所蒸镀材料的差异，这沉积板、承托板和支撑组件可采用304L不锈钢、金属钼或金属铌，不同的蒸镀材料适合于不同材质的的沉积板、承托板和镀膜样片。所述测量装置的各组件均通过激光切割的方式加工而成，确保了外形尺寸，为后续准确安装定位提供了基础。使用时，先将承托板固定在所述支撑组件内，再将沉积板放置在所述承托板的顶端，将镀膜样片一一放置在对应的安置孔内，如此，在承托板的承托下，镀膜样片可在安置孔内定位，将本装置放置在坩埚熔池的上方或其他场合待测试高度上，原子蒸汽穿过承托孔，沉积在镀膜样片上，镀膜完成后，利用镀膜仪，可测试沉积在镀膜样片上原子膜的厚度，利用镀膜样片前后的重量差可得知镀膜样片上沉积原子的质量。所述测量装置的测量方法，包括以下步骤：步骤1，将呈矩阵分布的镀膜样片进行定位；步骤2，将测量装置放置在原子蒸汽环境中，原子沉积在所述镀膜样片上成膜；步骤3，利用镀膜样片沉积原子前后的质量差计算原子个数；步骤4，根据镀膜样片面积和平均原子速度估算出测试区域的原子蒸汽密度分布。利用机械方法测量原子蒸汽空间密度的分布，步骤简单，测量过程简便快捷，测量可靠性高。作为优选方式，所述步骤1中，先后将承托板和沉积板固定在支撑组件上，将镀膜样片安置在安置孔内，组装测量装置。如此便于镀膜样片的定位，省时省力。实施例2支撑组件的设置可避免薄板结构空间跨度过大造成弯曲变形的问题，为了便于沉积板和承托板的固定和拆卸，对支撑组件进行优化，本实施例在实施例1的基础上进行改进。所述支撑组件包括支撑框7和固定设置在所述支撑框边缘的凸起卡边8。所述支撑框和凸起卡边用于对所述沉积板和承托板的边缘位置进行限位。作为优选方式，所述支撑框为长方形框架，所述凸起卡边均匀分布在所述长方形框架的四个边上。由此可实现对和沉积板和承托板的边缘位置进行定位，不妨碍原子蒸汽的沉积。作为优选方式，所述沉积板和承托板均为长方形板，且所述沉积板和承托板的四条边由所述凸起卡边卡合。长方形板的外形与所述支撑框的形状相匹配以实现良好定位。作为优选方式，所述沉积板和承托板通过螺钉固定在所述的支撑框上，所述沉积板的边缘位置、承托板的边缘位置和所述支撑框上对应设置定位螺孔5，与螺钉配合以固定所述沉积板和承托板。实施例3为了提高所述测量装置测量结果的精准度，对镀膜样片的形状和尺寸进行优化，所述镀膜样片为大尺寸的长方形结构或小尺寸的长方形结构，对所述镀膜样片结构进行优化，小尺寸的长方形孔测量原子蒸汽分布要比大尺寸的正方形孔要更精准，特别是在长方形短边方向上测量的更细。当镀膜样片为正方形结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置，其特征在于：包括沉积板、承托板、镀膜样片和支撑组件，所述沉积板和承托板固定在所述支撑组件上，所述沉积板上设有呈矩阵分布的用于放置镀膜样片的安置孔，所述承托板上设有与所述安置孔一一对应的承托孔，所述镀膜样片的面积大于所述承托孔的面积并小与所述安置孔的面积。

【技术特征摘要】
1.一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置，其特征在于：包括沉积板、承托板、镀膜样片和支撑组件，所述沉积板和承托板固定在所述支撑组件上，所述沉积板上设有呈矩阵分布的用于放置镀膜样片的安置孔，所述承托板上设有与所述安置孔一一对应的承托孔，所述镀膜样片的面积大于所述承托孔的面积并小与所述安置孔的面积。2.如权利要求1所述的一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置，其特征在于：所述沉积板、承托板、支撑组件和镀膜样片的材质为不锈钢、金属钼或金属铌。3.如权利要求1所述的一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置，其特征在于：所述支撑组件包括支撑框和固定设置在所述支撑框边缘的凸起卡边。4.如权利要求3所述的一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置，其特征在于：所述支撑框为长方形框架，所述凸起卡边均匀分布在所述长方形框架的四个边上。5.如权利要求3所述的一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置，其特征在于：所述沉积板和承托板为面积相同的两块长方形板，且所述沉积板和承托板的四条边由所述凸起卡边卡合。6.如权利要求1所述的一种原子蒸汽空间密度分布的测量装置，其特征在于：所述沉积板和承托板通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫超，罗立平，赵国华，刘欢，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12