[发明专利]一种真空加热装置及方法

说明书

本申请提供一种真空加热装置及方法，属于真空加热技术领域。真空加热装置的加热台主体包括：样品固定架、导电基台以及第一加热组件。导电基台连接有阳极接线座；导电基台设有定位部，用于承载并固定样品固定架。第一加热组件包括钨丝和连接于钨丝两端的钨丝电极；钨丝固定于导电基台且与样品固定架相对且非接触。真空加热方法采用真空加热装置进行，包括对金属样品加热：在钨丝两端的钨丝电极接入直流电源正负极，以使钨丝对金属样品进行热辐射加热；当所需加热温度＞600℃时，还包括在阳极接线座接入高压电源的正极并在钨丝接入高压电源的负极，以使钨丝表面逸出电子对金属样品进行轰击加热。其设备简单，成本低，且能采用不同的加热方式。

技术领域

本申请涉及真空加热技术领域，具体而言，涉及一种真空加热装置及方法。

背景技术

扫描隧道显微镜作为一种扫描探针显微术工具，可以让科学家观察和定位单个原子，它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。为了能够更容易地观察到材料表面的单个原子，需要在观察前对样品进行预处理，即在高真空状态下对样品基片进行退火处理，以细化晶粒、调整组织、消除组织缺陷，从而获得干净平整的基片。

分子束外延是一种特殊的真空镀膜工艺，是一种制备单晶薄膜的新技术，它是在适当的衬底与合适的条件下，沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜的方法。通过控制衬底温度，可以控制膜层生长速率以及束流强度，膜层组分和掺杂浓度可随源的变化而迅速调整。用这种技术已能制备薄到几十个原子层的单晶薄膜，以及交替生长不同组分、不同掺杂的薄膜而形成的超薄层量子显微结构材料。

目前，针对上述真空加热操作，通常采用激光加热的方式和射频加热技术，设备复杂成本高，且加热方式单一。

发明内容

本申请的目的在于提供一种真空加热装置及方法，设备简单，成本低，且能采用不同的加热方式。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种真空加热装置，包括加热台主体，加热台主体包括：样品固定架、导电基台以及第一加热组件。

导电基台连接有阳极接线座；导电基台设有定位部，用于承载并固定样品固定架。

第一加热组件包括钨丝和连接于钨丝两端的钨丝电极；钨丝固定于导电基台，并与样品固定架呈相对且非接触式分布。

在上述技术方案中，在第一加热组件中设置钨丝和钨丝电极，并在导电基台设置阳极接线座，其结构简单、成本低。当所需加热温度较低时，可以在钨丝两端的钨丝电极接入直流电源的正负极进行热辐射加热；当所需加热温度较高时，同时在阳极接线座接入高压电源的正极并在钨丝接入高压电源的负极进行电子轰击加热，该加热台主体具备不同的加热方式且能够达到较高的加热温度。

在一些实施方案中，满足以下条件(a)和(b)中的至少一个：(a)钨丝的直径为0.2mm～0.5mm；(b)钨丝沿螺旋路径延伸。

在上述技术方案中，钨丝按照合适的直径规格和延伸路径设置，在接入高压电源时具有合适的电子逸出量，保证较好的轰击加热效果。

在一些实施方案中，样品固定架包括第一样品固定架，第一样品固定架包括第一样品承载底板、第一样品压片和第一紧固件；第一样品承载底板用于放置并固定于定位部，其中部贯穿开设有加热孔；第一紧固件用于将第一样品压片和第一样品承载底板进行紧固连接。

在上述技术方案中，样品架的设置方式简单，且对样品的取放和固定方便。其中，加热孔的设置方便露出样品，方便对样品进行热辐射和轰击加热。

在一些实施方案中，加热台主体还包括第二加热组件，第二加热组件包括电刷和连接于电刷一端的电刷电极，电刷固定于导电基台背向钨丝的一侧，电刷的另一端用于与样品固定架电性接触。