[发明专利]一种原位谱学表征系统

说明书

本发明公开了一种原位谱学表征系统，包括第一样品处理室、样品分析室和可移动的样品承载台，第一样品处理室和样品分析室之间设置有第一管道，样品承载台通过第一管道在第一样品处理室和样品分析室之间进行样品传送；其中，第一样品处理室包括第一抽真空装置，能够使样品在真空环境下进行传送。本发明解决了将处理后的样品转入XPS样品分析室时，空气中水汽和氧气会干扰分析结果的问题。

技术领域

本发明涉及X射线光电子能谱分析技术领域，尤其涉及一种能够对水汽和氧气较敏感的样品进行处理和分析的原位谱学表征系统。

背景技术

X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)使用X射线作为激发源，入射到样品表面，在满足能量需求的前提下，其表面元素的芯能级吸收光子，发生光电离过程，出射的电子即被称为光电子。光电子携带了样品表面元素的种类，化学价态等关键信息，使XPS成为表面物化领域最为重要的表征手段之一，在诸如半导体、二维材料、锂电材料、能源催化等领域有着极为普遍的应用需求。由于电子透镜、分析器、检测器等组件只能在高真空至超高真空下工作，因此XPS样品分析室内部也处于真空状态。

很多材料在实际应用场景下的表面信息更为真实有效，也更有意义。因而近年来，发展了可在实际应用场景(例如：气氛、温度、电压等)下对样品表面进行原位测试的XPS。

然而，样品的实际应用场景，可能处于气氛环境或者高压高温环境，例如：催化剂的真实工作状态往往是高温常压乃至高温高压；还有基于金属锂的电极制备和转移，或者电化学测试后样品表面成分价态的分析，均受到空气中的水汽和氧气的影响。

对上述举例的样品进行常规预处理后，快速转入XPS样品分析室也只能尽可能地减少空气中水汽和氧气对样品的表面非本征的变化影响，而无法从根本上杜绝这种干扰。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供了一种原位谱学表征系统，包括第一样品处理室、样品分析室和可移动的样品承载台，所述第一样品处理室和所述样品分析室之间设置有第一管道，所述样品承载台通过所述第一管道在所述第一样品处理室和所述样品分析室之间进行样品传送；其中，所述第一样品处理室包括第一抽真空装置，所述第一抽真空装置用于抽除所述第一样品处理室内的气体，使得在所述第一样品处理室内被处理的样品在真空环境下进行传送。

优选地，该原位谱学表征系统还包括第二样品处理室，所述第二样品处理室与所述第一样品处理室之间设置有第二管道，所述样品承载台还可以通过所述第二管道在所述第一样品处理室和所述第二样品处理室之间进行样品传送；其中，所述第二样品处理室包括第二抽真空装置，所述第二抽真空装置用于抽除所述第二样品处理室内的气体，使得在所述第二样品处理室内被处理的样品在真空环境下进行传送。

优选地，所述第二样品处理室与所述样品分析室之间设置有第三管道，所述样品承载台还可以通过所述第三管道在所述第二样品处理室与所述样品分析室之间进行样品传送。

优选地，所述第二样品处理室内包括相互连接的气氛腔和送样腔，所述气氛腔用于提供气氛处理环境，所述送样腔通过所述第二管道与所述第一样品处理室连接，所述第二抽真空装置与所述送样腔连接且能够抽除所述送样腔内的气体；其中，样品在所述气氛腔中被处理后，通过所述样品承载台传送至所述送样腔内。

优选地，所述气氛腔内填充有惰性气体。

优选地，所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道上分别设置有插板阀门。

优选地，所述样品承载台由磁性材料制成，所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道的外侧设置有用于移动所述样品承载台的磁力杆。

优选地，所述第一样品处理室内部设置有耐腐蚀涂层，所述第一抽真空装置由耐腐蚀材料制成。