X射线光电子能谱原位电场样品台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种X射线光电子能谱原位电场样品台。所述的样品台包括：依次导热连接的样品固定机构、固定连接机构和支撑连接机构，固定连接机构至少用以将样品台固定于样品座上，并能够与X射线光电子能谱仪的样品座导电导热接触；样品固定机构上设置有控制芯片和用以安置样品的样品固定部；支撑连接机构固定连接于固定连接机构的下方，且支撑连接机构与固定连接机构相互绝缘，且支撑连接机构的高度和倾斜度可调；以及，支撑连接机构还经导线与控制芯片连接。本实用新型专利技术提供的样品台能够在样品需测试位置处添加电学信号，进行材料的电学性能和电子结构及结合能的研究；配合仪器的原位制冷和加温功能，可以实现XPS原位高低温电学性能测试。

X-ray Photoelectron Spectroscopy in-situ Electric Field Sample Platform

The utility model discloses an in-situ electric field sample platform for X-ray photoelectron spectroscopy. The sample table includes: a sample fixing mechanism, a fixed connection mechanism and a supporting connection mechanism, which are successively connected by thermal conductivity. The fixed connection mechanism is at least used to fix the sample table on the sample seat, and can contact with the sample seat of the X-ray photoelectron spectrometer by conductivity and thermal conductivity. The sample fixing mechanism is provided with a control chip and a sample fixing part for placing the sample. Fixed to the lower part of the fixed connection mechanism, and the supporting connection mechanism and the fixed connection mechanism are insulated from each other, and the height and inclination of the supporting connection mechanism can be adjusted; and the supporting connection mechanism is also connected by a wire and a control chip. The sample table provided by the utility model can add electrical signals at the place where the sample needs to be tested to study the electrical performance, electronic structure and binding energy of the material, and with in-situ refrigeration and heating functions of the instrument, the in-situ high and low temperature electrical performance test of XPS can be realized.

【技术实现步骤摘要】
X射线光电子能谱原位电场样品台
本技术涉及一种样品台，特别涉及一种X射线光电子能谱原位电场样品台，属于涉及X射线光电子能谱样品的测试及电、热学测量的样品台，主要用于实现材料的X射线光电子能谱原位高低温电学性能测试。
技术介绍
材料的电子结构和化学转变是器件和电池使用中的重要性质，可以反映器件和电池中的诸多物理性能，器件和电池使用中功能材料的物理化学变化机制是材料研究的关键问题之一，尤其界面化学态分析，以及电场作用下，界面的氧化还原定性和定量分析。器件和电池在国民生产生活和国防安全中发挥着举足轻重的作用，当前传统器件和电池的发展技术瓶颈并面临挑战，比如器件漏电、发热、功耗等影响器件稳定性和可靠性，电池的储能密度和安全性问题。科学家在不断研究新型的器件和电池材料，对于材料的原位研究有利于进一步提高功能材料的效率，促进现有电子和能源产业结构升级转型。由于X射线光电子能谱腔室的限制，X射线光电子能谱中的原位技术难度在于不但要将各种物理场准确地加载到样品上，得到材料物理性能的同时测试获得目标区域准确的X射线光电子能谱信号，并且还要保证能谱系统超高的真空度和样品的稳定性。实现在X射线光电子能谱的多场调控研究是极具有挑战的课题。国内外尚无X射线光电子能谱原位电场样品台，现有常规样品台，只能通过仪器内部高低温单元，实现原位变温测试，造成功能单一，无法实现原位电场调控下X射线光电子能谱测试研究材料性能变化机理。主要是原位电场调控测试存在以下技术难度：(1)在真空中引入加载到样品上的电场，并通过外接设备测试加载电场后样品的电学性能；(2)现有商用X射线光电子能谱测试深度只有1～10nm，无法探测到电场作用下材料功能区的光电子信号，需要设计便于测试的特殊样品；(3)需校准排除电场对光电子信号的干扰，并能获得信噪比良好的光电子谱峰。
技术实现思路
技术的主要目的在于提供一种X射线光电子能谱原位电场样品台，以克服现有技术的不足。为实现前述技术目的，本技术采用的技术方案包括：本技术实施例提供了一种X射线光电子能谱原位电场样品台，其包括：固定连接机构，其具有背对设置的第一表面和第二表面，所述固定连接机构至少用以将样品台固定于X射线光电子能谱仪的样品座上，并能够与X射线光电子能谱仪的样品座导电导热接触，在所述固定连接机构上还设置有能够与送样杆连接的固定柱；样品固定机构，其导热固定连接于固定连接机构的第一表面上，且在所述样品固定机构上还设置有控制芯片和用以安置样品的样品固定部；支撑连接机构，其固定连接于固定连接机构的第二表面上，且所述支撑连接机构与固定连接机构相互绝缘，所述支撑连接机构能够与X射线光电子能谱仪的真空腔体导电接触，且所述支撑连接机构的高度和倾斜度可调；以及，所述支撑连接机构还经导线与控制芯片连接。进一步的，所述支撑连接机构包括依次设置的固定连接部、支撑部和活动连接部，所述固定连接部与固定连接机构固定连接，活动连接部与固定连接机构活动连接，支撑部与固定连接机构无直接接触，所述支撑部能够与所述真空腔体导电接触；并且所述支撑部与固定连接机构的之间的间距可调。更进一步的，所述活动连接部具有沿其长度方向设置的导向槽，固定连接机构上设置有与所述导向槽配合设置的绝缘限位柱，所述绝缘限位柱设置于所述导向槽内，所述活动连接部能够在所述导向槽限定的区域内与绝缘限位柱发生相对运动，从而改变所述支撑部与固定连接机构之间的间距以及支撑部的倾斜度。优选的，所述支撑部为倒梯形结构。进一步的，在所述固定连接机构上设置有用以与样品座连接的连接滑槽，所述连接滑槽设置于固定连接结构的两侧。更进一步的，所述固定柱设置于固定连接机构和样品固定机构之间，所述固定柱包括相互连接的第一柱体和第二柱体，所述第一柱体设置于第二主体上方，且第一柱体的直径小于第二柱体的直径，所述第二柱体还与固定连接机构固定连接，所述第一柱体还与样品固定机构固定连接。更进一步的，在所述固定连接机构上还固定设置有支撑块，所述支撑块设置于固定连接机构靠近活动连接部的一端，且所述支撑块与样品固定机构无直接接触。进一步的，在所述固定连接机构和样品固定机构之间还固定设置有固定块，所述固定块设置于固定连接机构靠近固定连接部的一端，所述固定块的高度与固定柱的高度相等。进一步的，在所述固定连接机构和支撑连接机构之间还设置有绝缘膜。进一步的，在所述样品固定机构、固定连接机构和支撑连接机构上还设置有供导线穿过的导线孔。本技术实施例还提供了一种X射线光电子能谱仪，其包括仪器主体所述的X射线光电子能谱原位电场样品台。与现有技术相比，本技术的优点包括：(1)本技术实施例提供的一种X射线光电子能谱原位电场样品台，结构简单，使用方便，主要用于实现样品材料的X射线光电子能谱原位高低温电学性能测试；其可以直接在样品测试区域添加电学信号，进行样品材料的原位界面化学态定性和定量分析，研究样品材料在器件和电池中的物理化学变化机制；(2)本技术实施例提供的一种X射线光电子能谱原位电场样品台能够利用X射线光电子能谱仪上的低温和高温功能，实现高低温的原位电场X射线光电子能谱测试。附图说明图1是本技术一典型实施案例中一种X射线光电子能谱原位电场样品台的结构爆炸图；图2是本技术一典型实施案例中一种X射线光电子能谱原位电场样品台的正面结构示意图；图3是本技术一典型实施案例中一种X射线光电子能谱原位电场样品台的背面结构示意图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本技术实施例提供了一种X射线光电子能谱原位电场样品台，其包括：固定连接机构，其具有背对设置的第一表面和第二表面，所述固定连接机构至少用以将样品台固定于X射线光电子能谱仪的样品座上，并能够与X射线光电子能谱仪的样品座导电导热接触，在所述固定连接机构上还设置有能够与送样杆连接的固定柱；样品固定机构，其导热固定连接于固定连接机构的第一表面上，且在所述样品固定机构上还设置有控制芯片和用以安置样品的样品固定部；支撑连接机构，其导热固定连接于固定连接机构的第二表面上，且所述支撑连接机构与固定连接机构相互绝缘，所述支撑连接机构能够与X射线光电子能谱仪的真空腔体导电接触，且所述支撑连接机构的高度和倾斜度可调；以及，所述支撑连接机构还经导线与控制芯片连接。进一步的，所述支撑连接机构包括依次设置的固定连接部、支撑部和活动连接部，所述固定连接部与固定连接机构固定连接，活动连接部与固定连接机构活动连接，支撑部与固定连接机构无直接接触，所述支撑部能够与所述真空腔体导电接触；并且所述支撑部与固定连接机构的之间的间距可调。更进一步的，所述活动连接部具有沿其长度方向设置的导向槽，固定连接机构上设置有与所述导向槽配合设置的绝缘限位柱，所述绝缘限位柱设置于所述导向槽内，所述活动连接部能够在所述导向槽限定的区域内与绝缘限位柱发生相对运动，从而改变所述支撑部与固定连接机构之间的间距以及支撑部的倾斜度。优选的，所述支撑部为倒梯形结构。进一步的，在所述固定连接机构上设置有用以与样品座连接的连接滑槽，所述连接滑槽设置于固定连接结构的两侧。更进一步的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X射线光电子能谱原位电场样品台，其特征在于包括：固定连接机构，其具有背对设置的第一表面和第二表面，所述固定连接机构至少用以将样品台固定于X射线光电子能谱仪的样品座上，并能够与X射线光电子能谱仪的样品座导电导热接触，在所述固定连接机构上还设置有能够与送样杆连接的固定柱；样品固定机构，其导热固定连接于固定连接机构的第一表面上，且在所述样品固定机构上还设置有控制芯片和用以安置样品的样品固定部；支撑连接机构，其固定连接于固定连接机构的第二表面上，且所述支撑连接机构与固定连接机构相互绝缘，所述支撑连接机构能够与X射线光电子能谱仪的真空腔体导电接触，且所述支撑连接机构的高度和倾斜度可调；以及，所述支撑连接机构还经导线与控制芯片连接。

【技术特征摘要】
1.一种X射线光电子能谱原位电场样品台，其特征在于包括：固定连接机构，其具有背对设置的第一表面和第二表面，所述固定连接机构至少用以将样品台固定于X射线光电子能谱仪的样品座上，并能够与X射线光电子能谱仪的样品座导电导热接触，在所述固定连接机构上还设置有能够与送样杆连接的固定柱；样品固定机构，其导热固定连接于固定连接机构的第一表面上，且在所述样品固定机构上还设置有控制芯片和用以安置样品的样品固定部；支撑连接机构，其固定连接于固定连接机构的第二表面上，且所述支撑连接机构与固定连接机构相互绝缘，所述支撑连接机构能够与X射线光电子能谱仪的真空腔体导电接触，且所述支撑连接机构的高度和倾斜度可调；以及，所述支撑连接机构还经导线与控制芯片连接。2.根据权利要求1所述的X射线光电子能谱原位电场样品台，其特征在于：所述支撑连接机构包括依次设置的固定连接部、支撑部和活动连接部，所述固定连接部与固定连接机构固定连接，活动连接部与固定连接机构活动连接，支撑部与固定连接机构无直接接触，所述支撑部能够与所述真空腔体导电接触；并且所述支撑部与固定连接机构的之间的间距可调。3.根据权利要求2所述的X射线光电子能谱原位电场样品台，其特征在于：所述活动连接部具有沿其长度方向设置的导向槽，固定连接机构上设置有与所述导向槽配合设置的绝缘限位柱，所述绝缘限位柱设置于所述导向槽内，所述活动连接部能够在所述导向槽限定的区域内与绝缘限位柱发生相对运动，从而改变所述支撑部与固定连接机构之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：江柯敏，苗利静，卢焕明，李勇，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：新型
国别省市：浙江,33