[实用新型]一种分辨率快速可调的表面测试装置

说明书

本实用新型涉及对材料的显微技术领域，一种分辨率快速可调的表面测试装置，包括储气罐、气管、由腔体I和腔体II连接成的真空腔体、喷射头、驱动器I、分流器、驱动器II、准直孔径阵列、位移台、主孔径、探测器I、样品、样品台、计算机、探测器II、抽气口I、真空泵组I、抽气口II、真空泵组II，驱动器I固定于腔体I内并能使得喷射头三维移动，驱动器II固定于腔体I内并能使得分流器三维移动，主孔径具有内径为40微米的通孔，通孔中安装有用于原子束聚焦的波带片，位移台固定于腔体II内并连接准直孔径阵列，位移台能够使得准直孔径阵列在xy平面内平移；计算机通过探测器能够得到从样品表面反射的原子束流强度，并调整喷射头与分流器相对位置。

技术领域

本实用新型涉及对材料的显微技术领域，尤其是一种具有特殊设计的准直孔径，且喷射头与分流器的距离能够根据原子束流强度自动可调的一种分辨率快速可调的表面测试装置。

背景技术

在显微技术领域，一般的电子显微镜只能对导电样品进行成像，且其工作时发射出的电子束的能量较高，会使某些较为敏感的样品表面受到辐射损伤。原子束显微镜能够克服以上缺陷，对易损或绝缘样品进行成像，其通常采用惰性气体原子作为发射原子，惰性气体原子束能量很低，且化学性质非常稳定，这些因素使原子束显微镜能够非破坏性地得到样品表面图像。原子束显微镜的工作原理是：在高真空中，自由原子流通过喷射头和孔径形成一束气体原子束射向样品表面，同时令样品或孔径在二维平面内扫描，采用质量过滤探测器探测被样品表面反射的原子，并根据气体分压输出图像密度信号。一般的原子束显微镜中具有分流器，喷射头发射出的自由射流形式的原子的一部分通过分流器后形成原子束并射向样品。氦原子显微镜的分辨率取决于样品表面的束斑尺寸，即与原子束流的特性相关。现有技术缺陷一：分流器与喷射头之间距离会影响束流特性，但是，目前没有原子束显微装置能够实现分流器与喷射头之间距离精确可调。现有技术缺陷二：研究不同的样品的不同特性需要使得原子束显微镜在不同的分辨率下工作，但是，如果在实验中要改变原子束显微镜的分辨率，需要破坏装置的真空环境来更换元件，步骤繁琐并影响实验进度，所述一种分辨率快速可调的表面测试装置能够解决问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型目的是改变样品表面的束斑尺寸和提高显微镜分辨率，所述一种分辨率快速可调的表面测试装置具有特殊设计的准直孔径，且喷射头-分流器距离根据原子束流强度自动可调，以适应不同的气体原子种类和不同的原子束的动能，并能够快速且有步进地改变装置的分辨率，基本方法是将由一系列准直孔径组成的阵列安装于原子束流的路径中，以此改变束流的有效截面积，从而改变样品表面的束斑尺寸和显微镜分辨率。

本实用新型所采用的技术方案是：