[发明专利]解理装置、解理设备和解理方法

说明书

本发明涉及解理装置、解理设备和解理方法。解理装置包括：壳体，形成有能构建超高真空环境的腔体，所述腔体内设有传样通道，所述壳体适于浸没在冷却流体中；解理组件，设置在所述腔体内并能在所述传样通道的下方运动以靠近或远离所述传样通道；其中，所述腔体还适于容纳测试装置。本发明能实现从解理到测试的全程低温环境。

技术领域

本发明涉及超高真空低温环境解理样品的技术领域，尤其涉及超高真空低温环境下的解理装置、解理设备和解理方法。

背景技术

解理是指将晶体沿着特定晶面打开，以暴露出平整光滑的表面的技术。解理技术广泛应用于扫描隧道显微镜、角分辨光电子能谱等科研仪器的样品制备过程。科研上要求被测晶体样品有洁净的原子级平整表面。一方面，大气、粉尘等中的外来分子可能污染解理表面，因此解理过程通常在超高真空环境下进行。另一方面，解理表面的原子在室温下可能由于热运动而发生表面重构、原子脱附等现象，导致表面结构与性质发生剧烈变化，为避免此类情况，需要解理过程在低温环境下进行。

目前已知的一种样品解理方案是撕胶带法，具体是将胶带粘在样品表面，通过撕拉胶带来剥离部分样品。这种方法只适用于化学键较弱的样品如石墨。此外，由于胶带在低温下会变硬、粘性变弱，因此不适用于低温解理。

已知的另一种超高真空的样品解理方案是敲击小棒方法，通过将小棒用银胶或环氧树脂胶等粘合剂粘在样品表面，利用摆杆(Wobble stick)之类的操作机构敲击小棒，带动样品沿着解理面分离。这一过程中利用冷却管路(填充有冷却流体如液氮、液氦)实现样品的冷却，也可以实现低温解理。但这种低温解理方案不能实现全程低温，因为样品从解理位置到测试位置之间的传输路径长且需要经历室温环境，导致解理表面可能由于如下原因而恶化：首先低温样品相当于冷泵，容易吸附周围相对较高环境中的杂质分子；其次，样品表面会受到热辐射，可能发生表面重构。

发明内容

本发明旨在提供一种能实现从解理到测试全程在低温环境下进行的解理装置。

本发明还旨在提供一种应用上述改进的解理装置的解理设备。

本发明还旨在提供一种应用上述改进的解理装置的解理方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种解理装置，包括：壳体，形成有能构建超高真空环境的腔体，所述腔体内设有传样通道，所述壳体适于浸没在冷却流体中；解理组件，设置在所述腔体内并能在所述传样通道的下方运动以靠近或远离所述传样通道；其中，所述腔体还适于容纳测试装置。

在一些实施方式中，所述腔体内设有绕自身中心轴线可转动的转轴，所述转轴具有操作端，所述解理组件以随动方式套设在所述转轴上。

在一些实施方式中，所述操作端位于所述腔体内并形成有接口，围设出所述接口的壁包括至少一个平面段，所述接口适于容纳具有形状适配的端部的操作杆。

在一些实施方式中，所述解理组件包括：解理台，具有带第一开口的承载部，所述解理组件在所述传样通道下方的运动能使所述第一开口对准所述传样通道，其中所述第一开口的周壁构造成解理敲击面；容纳盒，连接在所述解理台的背对所述传样通道的侧面上并具有与所述第一开口连通的收纳空间。

在一些实施方式中，在所述承载部的所述第一开口中设有承载面和从所述承载面背对所述容纳盒突出的凸台，在所述凸台上设有压板，在所述压板与所述承载面之间形成夹持空间。

在一些实施方式中，在所述解理台的面向所述传样通道的侧面设有带第二开口的可拆卸保持架，其中所述第二开口对准所述第一开口。

在一些实施方式中，所述壳体上设置有冷台以形成所述腔体，所述冷台具有与所述传样通道相连通的通孔，在所述冷台与所述解理台之间连接有导热件。