一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台及其使用方法，本发明专利技术的用于XRD和原子力显微镜的变温样品台包括样品台底座，所述样品台底座的顶部设置有立柱，所述立柱的顶端设置有第一固定螺帽，所述样品台底座的顶部设置有中心螺柱，所述中心螺柱的顶部设置有载物台，所述立柱的顶部一侧设置有支撑平台，所述载物台的内部开设有通孔，所述载物台的底部设置有加热片，所述样品台底座的底部设置有磁片。解决了目前还没有同时满足XRD及AFM的变温样品台，现有的变温样品台兼容性差，难以同时满足多种仪器的测试需求，现有测试仪器配备的变温装置，造价高，设备复杂，操作难度大，易损坏，且维护成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台及其使用方法
本专利技术涉及X射线衍射和原子力显微镜领域，尤其涉及一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台及其使用方法。
技术介绍
目前的材料研究中，广泛采用XRD和AFM以获取材料的物相组成，晶体结构，表面形貌，以及电极化，磁极化等信息，X射线是一种波长很短的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、感光物质感光、气体电离。X射线的光源，利用电子束轰击金属靶材产生X射线，在这些产生的X射线中，有一部分X射线与靶材中的元素存在着对应关系，这些X射线称为特征(或标识)X射线，XRD是对固体材料进行最有力、最快捷的分析方法之一，除分析单晶薄膜外，它还可对多晶，非晶形态的薄膜，块体，粉末样品进行各种测试，这些测试包括物相定性定量分析、X射线谱的指标化、晶胞参数确定、粉末衍射图谱拟合修正晶体结构、残余应力测定、织构分析、结晶度测定、薄膜的厚度和密度分析、表面和界面粗糙度及层序分析，以及在本科研团队采用的高分辨衍射测定单晶外延膜结构特征等，AFM是一种可以用来研究包括绝缘体在内的固体表面结构的分析仪器，于近二十年逐步发展起来。它将一个对微弱力极其敏感的微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，通过进针使其与样品表面微弱接触，由于针尖原子与样品表面原子之间存在极微弱的排斥力，会使悬臂发生微小的偏转，通过检测其偏转量并作用反馈控制其排斥力的恒定，就可以检测出样品表面的形貌特征。相较于其它分析手段，AFM具有高分辨率、对样品的破坏性小、不要求真空环境、可观察样品在电场下的变化等优点。>目前还没有同时满足XRD及AFM的变温样品台，现有的变温样品台兼容性差，难以同时满足多种仪器的测试需求，现有测试仪器配备的变温装置，造价高，设备复杂，操作难度大，易损坏，且维护成本高。目前，缺乏一种成本低的用于XRD和原子力显微镜的变温样品台及其使用方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种成本低的用于XRD和原子力显微镜的变温样品台及其使用方法。为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术的一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台，包括样品台底座，所述样品台底座的顶部设置有立柱，所述立柱的顶端设置有第一固定螺帽，所述样品台底座的顶部设置有中心螺柱，所述中心螺柱的顶部设置有载物台，所述立柱的顶部一侧设置有支撑平台，所述载物台的内部开设有通孔，所述载物台的底部设置有加热片，所述样品台底座的底部设置有磁片，所述立柱的底部一侧设置有第二固定螺帽，所述立柱的底端设置有第三固定螺帽，所述立柱的顶部一侧设置有第四固定螺帽。进一步地，所述样品台底座的内部设有四个螺纹孔，且螺纹孔处设有四个不锈钢立柱。进一步地，所述支撑平台的左右两侧设有安装孔，用于电源线及热电偶线的布局。更进一步地，所述磁片位于样品台底座的下表面，用于XRD底座及样品台底座之间的紧密吸附。进一步地，所述载物台设置在支撑平台的上方，其下表面用于安放加热片、电源线与热偶线，上表面用于承载样品。进一步地，所述加热片的两脚同电源线用焊锡焊接，所述载物台侧面设有一通孔，用于安放热偶线，所述载物台的上表面用于安放样品，且样品同上表面之间用银浆贴合。更进一步地，所述样品台匹配相应的温度测量及控温系统。本专利技术所述的用于XRD和原子力显微镜的变温样品台的使用方法，包括如下步骤：将待测量样品用银浆粘贴在样品台顶部，将样品台及样品安放至XRD或AFM载物台上，将电源线和热偶线分别同稳压稳流电源及测温仪连接，通过改变输入电流，电压的数值，调节样品的温度，同时通过测温仪实现对样品温度的观测和控制，然后开展XRD或AFM相关测量。有益效果：本专利技术设计巧妙，容易拆卸，操作方便，成本较低，兼容性强，应用普遍。该样品台可将样品加热至最高600℃的高温，并可实现温度的实时显示和控制。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：（1）本专利技术的样品台便于放置与拆卸样品，具有较好的适用性，也可以在原子力显微镜(AFM)中使用，兼容性强，应用普遍。通过支撑平台两侧的通孔设计，最大限度地抑制了热散失，在维持样品温度的同时，保护了XRD及PFM的基座不受高温影响。（2）本专利技术的样品通过银浆粘附在载物台上，可以实现X射线沿任意方向入射样品，确保样品被X射线照射并产生衍射，在样品转动的同时，XRD记录样品产生的衍射信号，从而实现对样品的XRD变温测试。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的变温样品台中支撑平台的结构示意俯视图。图3为本专利技术的变温样品台的整体结构示意侧视图。其中：1、样品台底座；2、立柱；3、第一固定螺帽；4、中心螺柱；5、载物台；6、支撑平台；7、通孔；8、加热片；9、磁片；10、第二固定螺帽；11、第三固定螺帽；12、第四固定螺帽。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。如图1-3所示，本专利技术的一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台，包括样品台底座1，样品台底座1的顶部设置有立柱2，立柱2的顶端设置有第一固定螺帽3，样品台底座1的顶部设置有中心螺柱4，中心螺柱4的顶部设置有载物台5，立柱2的顶部一侧设置有支撑平台6，载物台5的内部开设有通孔7，载物台5的底部设置有加热片8，样品台底座1的底部设置有磁片9，立柱2的底部一侧设置有第二固定螺帽10，立柱2的底端设置有第三固定螺帽11，立柱2的顶部一侧设置有第四固定螺帽12。样品台底座1的内部设有四个螺纹孔，且螺纹孔处设有四个不锈钢立柱2，用于维持支撑平台6和底座之间的距离，控制热量的流失，避免样品温度产生大幅波动。支撑平台6的左右两侧设有安装孔，用于电源线及热电偶线的布局，同时从支撑平台6下方走线，可避免线路对X射线产生阻挡，影响测量结果，更重要的是，不锈钢支撑平台的左右两侧的通孔，可以在无需使用任何隔热手段，例如隔绝，抽真空等的情况下，最大限度地减少热散失，保护XRD和AFM的基座正常工作，不受高温影响。磁片9位于样品台底座1的下表面，用于XRD底座及样品台底座1之间的紧密吸附，避免样品台掉落，同时锁定样品台位置。载物台5设置在支撑平台6的上方，其下表面用于安放加热片8、电源线与热偶线，上表面用于承载样品。加热片8的两脚同电源线用焊锡焊接，载物台5侧面设有一通孔7，用于安放热偶线，载物台5的上表面用于安放样品，且样品同上表面之间用银浆贴合。样品台匹配相应的温度测量及控温系统。本专利技术的工作原理及使用流程：本专利技术所述的用于XRD和原子力显微镜的变温样品台的使用方法，包括如下步骤：将待测量样品用银浆粘贴在样品台顶部，将样品台及样品安放至XRD或AFM载物台上，将电源线和热偶线分别同稳压稳流电源及测温仪连接，通过改变输入电流，电压的数值，调节样品的温度，同时通过测温仪实现对样品温度的观测和控制，然后开展XRD或AF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台，包括样品台底座（1），其特征在于：所述样品台底座（1）的顶部设置有立柱（2），所述立柱（2）的顶端设置有第一固定螺帽（3），所述样品台底座（1）的顶部设置有中心螺柱（4），所述中心螺柱（4）的顶部设置有载物台（5），所述立柱（2）的顶部一侧设置有支撑平台（6），所述载物台（5）的内部开设有通孔（7），所述载物台（5）的底部设置有加热片（8），所述样品台底座（1）的底部设置有磁片（9），所述立柱（2）的底部一侧设置有第二固定螺帽（10），所述立柱（2）的底端设置有第三固定螺帽（11），所述立柱（2）的顶部一侧设置有第四固定螺帽（12）。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台，包括样品台底座（1），其特征在于：所述样品台底座（1）的顶部设置有立柱（2），所述立柱（2）的顶端设置有第一固定螺帽（3），所述样品台底座（1）的顶部设置有中心螺柱（4），所述中心螺柱（4）的顶部设置有载物台（5），所述立柱（2）的顶部一侧设置有支撑平台（6），所述载物台（5）的内部开设有通孔（7），所述载物台（5）的底部设置有加热片（8），所述样品台底座（1）的底部设置有磁片（9），所述立柱（2）的底部一侧设置有第二固定螺帽（10），所述立柱（2）的底端设置有第三固定螺帽（11），所述立柱（2）的顶部一侧设置有第四固定螺帽（12）。


2.根据权利要求1所述的一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台，其特征在于：所述样品台底座（1）的内部设有四个螺纹孔，且螺纹孔处设有四个不锈钢立柱（2）。


3.根据权利要求1所述的一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台，其特征在于：所述支撑平台（6）的左右两侧设有安装孔，用于电源线及热电偶线的布局。


4.根据权利要求1所述的一种用于XRD和原子力显微镜的变温样品台，其特征在于：所述磁片（9）位于样品台...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂越峰，管乐，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32