一种基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台制造技术

本发明专利技术属于半导体检测技术领域，具体为基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台。本发明专利技术检测平台包括液体滴加装置、样品承载装置、支撑装置。本发明专利技术利用同步辐射X射线快速表征半导体薄膜信息，实现原位观测钙钛矿等半导体的结晶行为；同时通过调整样品台的高度、角度，实现以不同的X射线掠入射角检测样品信号，获得钙钛矿薄膜不同深度的信息，为深入理解钙钛矿等半导体薄膜生长机制提供有力表征手段。钛矿等半导体薄膜生长机制提供有力表征手段。钛矿等半导体薄膜生长机制提供有力表征手段。

【技术实现步骤摘要】
一种基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台


[0001]本专利技术属于半导体检测
，具体涉及基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台。

技术介绍

[0002]近年来，半导体材料在各个领域取得了巨大的进展，尤其是钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经超过25％。为了制备更高质量的钙钛矿薄膜，研究者们从制备工艺、材料设计、表面修饰等方面展开了大量的探索和研究。对于常规的实验表征手段，钙钛矿薄膜的生长速度是较快的，因此难以深入理解钙钛矿的结晶行为，并且钙钛矿薄膜上下界面处的结晶性尚不明确。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台，利用同步辐射X射线快速表征薄膜信息，实现原位观测钙钛矿的结晶行为；同时，通过调整X射线的掠入射角度来检测钙钛矿等半导体薄膜不同深度的信息，为深入理解钙钛矿等半导体薄膜生长机制提供了有力表征手段。
[0004]本专利技术提供的基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台，包括液体滴加装置、样品承载装置、支撑装置；其中：
[0005]所述液体滴加装置，包括丝杆推手、移液枪夹具、移液枪支撑柱、滑轨；所述移液枪支撑柱垂直放置，其下端部与滑轨连接，并可以在滑轨上移动；所述移液枪夹具固定于移液枪支撑柱上，用于夹持移液枪；所述丝杆推手位于移液枪夹具的上端部，处于移液枪夹具正上方，丝杆推手对准移液枪，用于挤压移液枪，实现滴加液体功能；
[0006]所述样品承载装置，包括样品台和角度旋转装置；样品台设置于角度旋转装置上，通过角度旋转调节样品台的角度。优选地，角度旋转装置的精度为0.01
°
；
[0007]所述支撑装置，包括Z轴调节控制器、Z轴丝杆、承重块；Z轴调节控制器用于控制调节Z轴丝杆的高度，承重块位于最下方以保证装置整体稳定性。优选地，Z轴丝杆运动精度为0.01mm。
[0008]本专利技术检测平台，还包括气氛罩，用于封罩将液滴加装置和样品承载装置，并用于控制罩内气氛成分；所述气氛罩上开有透窗，以便X射线透过；该透窗应为透光的、无X射线衍射信号的材质。
[0009]本专利技术检测平台，还包括一总控制器，用于控制所述丝杆推手、移液枪支撑柱、角度旋转装置、Z轴丝杆的运动；该总控制器通过USB远程电脑控制。
[0010]本专利技术检测平台，具体操作流程如下：
[0011]首先，将样品放置到样品台上，通过总控制器控制Z轴丝杆，此时Z轴丝杆将伸长或缩短来改变上方样品台高度；
[0012]随后，控制角度旋转装置，此时样品台将倾斜一定的角度，与X射线形成一个夹角，
该夹角即为入射角度；控制移液枪支撑柱在滑轨上移动的位置，使移液枪位于样品正上方；通过控制丝杆推手向下推动，固定在移液枪夹具上的移液枪将被挤压，从而向样品表面滴加液体。
[0013]在此过程中，密封的气氛罩维持了内部稳定的气体成分。
[0014]本专利技术检测平台，实现了远程控制样品的高度、角度调节、稳定的气氛、滴加溶液的功能，并结合同步辐射线站快速测试的特点，在测试过程中改变样品条件时(如向样品表面滴加液体)，实现短时间内获得样品结构变化信息。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台的正视图。
[0016]图2是本专利技术的基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台的侧视图。
[0017]图3是本专利技术的X射线掠入射角度与样品探测深度的关系图。
[0018]图4是本专利技术的以0.2
°
入射角检测的样品信号图。
[0019]图5是本专利技术的以0.4
°
入射角检测的样品信号图。
[0020]图中标号，1
‑
丝杆推手，2
‑
移液枪夹具，3
‑
移液枪支撑柱，4
‑
样品台，5
‑
角度旋转装置，6
‑
气氛罩，7
‑
Z轴调节控制器，8
‑
Z轴丝杆，9
‑
总控制器，10
‑
承重块，11
‑
滑轨，12
‑
透窗。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述。
[0022]实施例1
[0023]一种基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台，其结构参见图1与图2所示。包括：丝杆推手1，移液枪夹具2，移液枪支撑柱3，样品台4，角度旋转装置5，气氛罩6，Z轴调节控制器7，Z轴丝杆8，总控制器9，承重块10，滑轨11。
[0024]液体滴加装置和样品承载装置被包裹在气氛罩6中，将液枪放置到移液枪夹具2上，通过丝杆推手1可以挤压液枪实现滴加液体功能。移液枪支撑柱3在滑轨11上移动，可以实现液枪进入和撤出样品台4上方。将样品放置到样品台4上，通过Z轴调节控制器7调节Z轴丝杆8的高度使得样品位于X射线光路上，并调节角度旋转装置5设置X射线的掠入射角度，最后X射线通过透窗达到样品表面进行表征。丝杆推手1、移液枪支撑柱3、角度旋转装置5、Z轴丝杆8的运动控制集成到总控制器9上，通过USB远程电脑控制。不同的掠入射角度可以探测不同深度的信息，X射线的掠入射角度与探测深度如图3所示，探测深度随掠入射角度增大而增大，图4展示了以入射角为0.2
°
的薄膜信息，可以看出0.2
°
的入射角则相对较浅。
[0025]实施例2
[0026]不同的掠入射角度可以探测不同深度的信息，X射线的掠入射角度与探测深度如图3所示，探测深度随掠入射角度增大而增大，图5展示了以入射角为0.4
°
时的薄膜信息，可以看出较大的入射角0.4
°
探测深度更深，具有更强的硅基底信号，而0.2
°
的入射角则相对较浅。
[0027]根据本专利技术所提供的基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台可以实现样品不同深度的表征，满足研究者们的使用需求。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台，其特征在于，包括液体滴加装置、样品承载装置、支撑装置；其中：所述液体滴加装置，包括丝杆推手、移液枪夹具、移液枪支撑柱、滑轨；所述移液枪支撑柱垂直放置，其下端部与滑轨连接，并可以在滑轨上移动；所述移液枪夹具固定于移液枪支撑柱上，用于夹持移液枪；所述丝杆推手位于移液枪夹具的上端部，处于移液枪夹具正上方，丝杆推手对准移液枪，用于挤压移液枪，实现滴加液体功能；所述样品承载装置，包括样品台和角度旋转装置；样品台设置于角度旋转装置上，通过角度旋转调节样品台的角度；所述支撑装置，包括Z轴调节控制器、Z轴丝杆、承重块；Z轴调节控制器用于控制调节Z轴丝杆的高度，承重块位于最下方以保证装置整体稳定性。2.根据权利要求1所述的基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台，其特征在于，还包括气氛罩，用于封罩将液滴加装置和样品承载装置，并用于控制罩内气氛成分；所述气氛罩上开有透窗，以便X射线透过；该透窗应为透光的、无X射线衍射信号的材质。3.根据权利要求1所述的基于同步辐射的掠入射X射线半导体检测平台，其特征在于，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨迎国，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：