專利名稱：外加電場測試臺架及薄膜測試平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種測試裝置，特別是一種基于同步輻射的薄膜材料電場原位測試裝置。
背景技術(shù)：
外場控制是研究材料物性的ー種重要手段，通過改變外界電場，可以用來研究材料的相變和電學(xué)特性等行為，結(jié)合實時的X射線衍射，用以觀察薄膜材料在不同電壓下結(jié)構(gòu)的變化，從而指導(dǎo)薄膜材料的生長特性和物性研究。研究電場下材料的結(jié)構(gòu)和物性可以為理解材料電學(xué)特性提供一個基礎(chǔ)的平臺。因此不同領(lǐng)域(鐵電，壓電，介電)的科研人員，對具有電場控制的X射線原位衍射實驗有著大量的需求。X-射線衍射被廣泛的應(yīng)用于研究材料的結(jié)構(gòu)，相變和界面等領(lǐng)域。但是商用衍射儀一般只具備高低溫附件，缺少電場原位設(shè)備，因此不能用來做外場下的結(jié)構(gòu)研究。采用在衍射儀上増加原位電場，進(jìn)行電場下薄膜結(jié)構(gòu)的研究平臺具有很好的應(yīng)用前景，因此發(fā)展方便實用的基于XRD的原位電場實驗平臺至關(guān)重要。本領(lǐng)域的技術(shù)人員致カ于研究ー種能夠在衍射儀上增加原位電場的材料測試裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中，薄膜材料無法在原位電場環(huán)境進(jìn)行材料相變衍射實驗的不足，提供ー種新型外加電場測試臺架及薄膜測試平臺。本實用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的ー種外加電場測試臺架，其特點在于所述臺架包括—底座，所述底座設(shè)置在一旋轉(zhuǎn)軸上方，底座上方中央設(shè)置ー樣品臺；ー對“T”形支架，設(shè)置在所述底座兩端的端面上；一對能夠在多個維度上進(jìn)行位置調(diào)節(jié)的探針臺，分別設(shè)置在所述“T”形支架上；ー對探針夾具，包括探針插ロ，分別設(shè)置在所述探針臺上；以及，ー對與所述探針夾具絕緣的金屬探針，通過所述探針插ロ固定設(shè)置在所述探針夾具上。較佳地，所述底座為長方形，所述樣品臺為立方體，與底座一體成形。較佳地，所述底座兩端設(shè)置卡ロ槽，所述“T”形支架通過所述卡ロ槽固定在底座上。較佳地，所述探針臺包括三個傳動絲杠，所述探針臺為能夠在三個維度調(diào)整探針夾具的位置的探針臺。較佳地，所述探針夾具設(shè)置有接入外加電場的接線柱。ー種外加電場薄膜測試平臺，其特點在于，包括權(quán)利要求I至5所述的外加電場測試臺架和一攝像頭，所述攝像頭通過一攝像頭支架固定設(shè)置在所述樣品臺上方，所述攝像頭支架與電場測試臺架的底部轉(zhuǎn)軸相連接。[0017]較佳地，所述攝像頭支架包括一“U”形轉(zhuǎn)接支架，所述“U”形轉(zhuǎn)接支架上方設(shè)置ー楔形轉(zhuǎn)接支架，所述攝像頭固定在所述楔形轉(zhuǎn)接支架的側(cè)面。較佳地，所述攝像頭支架與電場測試臺架的底部轉(zhuǎn)軸固定連接。本實用新型中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本實用新型各較佳實施例。本實用新型的積極進(jìn)步效果在干結(jié)構(gòu)合理，操作方便，可以在進(jìn)行衍射研究的同時對樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)動調(diào)整，大大提高了薄膜材料的基礎(chǔ)物質(zhì)屬性研究實驗效率。

圖I為本實用新型ー個具體實施例下的外加電場測試臺架的立體圖。圖2為本實用新型ー個具體實施例下的攝像裝置的立體圖。圖3為本實用新型ー個具體實施例下的外加電場薄膜測試平臺的立體圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例將參照附圖進(jìn)行說明。在說明書附圖中，具有類似結(jié)構(gòu)或功能的元件將用相同的元件符號表示。附圖只是為了便于說明本實用新型的各個實施例，并不是要對本實用新型進(jìn)行窮盡性的說明，也不是對本實用新型的范圍進(jìn)行限制。參見圖I所示，底座100設(shè)置在一旋轉(zhuǎn)軸110上方，底座上方中央設(shè)置樣品臺109，樣品臺109可以是正方體，也可以是其它適合放置待測樣品的形狀。在一個實施例中，樣品臺109與底座100 —體成形。兩個“T”形支架101分別固定設(shè)置在底座100兩端的端面上，出于保證樣品旋轉(zhuǎn)時平穩(wěn)的考慮，“T”形支架101的放置位置應(yīng)保證旋轉(zhuǎn)軸110處在底座100的質(zhì)心位置?！癟”形支架101的上表面1011處設(shè)置沉孔槽107，可以在多個維度上進(jìn)行位置調(diào)節(jié)的探針臺102通過沉孔槽107固定設(shè)置在“T”形支架101的上表面1011處。探針臺102側(cè)面設(shè)置夾具ロ 1021，探針夾具103借助夾具ロ 1021固定設(shè)置在探針臺102上。使用者通過對夾具ロ 1021進(jìn)行松緊設(shè)置，可以調(diào)節(jié)探針夾具103與樣品臺109的距離。探針夾具103 —個端部下端設(shè)置探針插ロ，用于固定設(shè)置探針104，探針夾具103另一端部設(shè)置有接線柱1031。探針臺102包括上下傳動部件1023、左右傳動部件1021和前后傳動部件1022，每個傳動部件設(shè)置有傳動絲杠，可以在三個維度調(diào)整探針夾具的位置。使用人員可以通過控制微電機來控制傳動絲杠的轉(zhuǎn)動，達(dá)到對探針臺的精確定位。探針夾具103的接線柱1031可以接通可調(diào)高壓電源(圖未示出)，在一個實施例中，可調(diào)高壓電源可以輸出的直流電壓范圍是O 2000伏特，交流電壓范圍是O 5伏特。出于保護(hù)電源的目的，線路中可以加入保護(hù)電阻，以避免電場擊穿樣品后產(chǎn)生大電流損壞高壓電源。圖2為示出本實用新型的攝像裝置的立體圖。該攝像裝置包括攝像頭支架210，其上設(shè)置攝像孔212。攝像頭支架210端部固定設(shè)置“U”形轉(zhuǎn)接支架220?！癠”形轉(zhuǎn)接支架220設(shè)置沉孔槽222，攝像頭支架210在相應(yīng)位置設(shè)置螺孔(圖未示出)，“U”形轉(zhuǎn)接支架220借助螺孔固定在攝像頭支架210上?！癠”形轉(zhuǎn)接支架220上方固定設(shè)置楔形轉(zhuǎn)接支架230，同樣通過沉孔槽、螺孔和螺釘?shù)姆绞焦潭?。楔形轉(zhuǎn)接支架230側(cè)面固定設(shè)置攝像頭240，攝像頭240的鏡頭向下伸出，通過攝像孔212正對樣品臺109。根據(jù)需要實施不同的的電場環(huán)境；攝像頭240可以以50-100倍率放大焦距，便于監(jiān)控待測材料的測量狀態(tài)。圖3為外加電場薄膜測試平臺的整體示意圖。外加電場測試臺架的轉(zhuǎn)軸下方設(shè)置軸承112，攝像頭支架210與該軸承連接，通過ー弧形臂懸在樣品臺上方。在進(jìn)行衍射試驗時，X射線衍射儀對樣品臺109進(jìn)行衍射，旋轉(zhuǎn)軸110可以由電機驅(qū)動進(jìn)行轉(zhuǎn)動，研究人員通過控制電機來控制旋轉(zhuǎn)軸的精確轉(zhuǎn)動，從而根據(jù)研究需要調(diào)整外加電場測試臺架的方向，同時對外加電場進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而對薄膜樣品進(jìn)行衍射分析。在一個實施例中，弧形臂與攝像頭固定，外加電場測試臺架與樣 品進(jìn)行轉(zhuǎn)動。在另ー個實施例中，弧形臂與外加電場測試臺架一起轉(zhuǎn)動，在這種情況下，攝像頭支架與電場測試臺架底部轉(zhuǎn)軸固定連接，這樣攝像頭也隨著樣品一起轉(zhuǎn)動，保證拍攝出來的圖像不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本實用新型可以不限于應(yīng)用于薄膜材料的的衍射研究，其它需要對樣品進(jìn)行衍射光譜分析而同時需對電場或其他參數(shù)進(jìn)行控制的研究工作都可以適用。以上雖然描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種外加電場測試臺架，其特征在于所述臺架包括 一底座，所述底座設(shè)置在一旋轉(zhuǎn)軸上方，底座上方中央設(shè)置ー樣品臺； ー對“T”形支架，設(shè)置在所述底座兩端的端面上； 一對能夠在多個維度上進(jìn)行位置調(diào)節(jié)的探針臺，分別設(shè)置在所述“T”形支架上； ー對探針夾具，包括探針插ロ，分別設(shè)置在所述探針臺上；以及 ー對與所述探針夾具絕緣的金屬探針，通過所述探針插ロ固定設(shè)置在所述探針夾具上。
2.如權(quán)利要求I所述的測試臺架，其特征在于所述底座為長方形，所述樣品臺為立方體，與底座一體成形。
3.如權(quán)利要求I所述的測試臺架，其特征在于所述底座兩端設(shè)置卡ロ槽，所述“T”形支架通過所述卡ロ槽固定在底座上。
4.如權(quán)利要求I所述的測試臺架，其特征在于所述探針臺包括三個傳動絲杠，所述探針臺為能夠在三個維度調(diào)整探針夾具的位置的探針臺。
5.如權(quán)利要求I至4任一項所述的測試臺架，其特征在于所述探針夾具設(shè)置有接入外加電場的接線柱。
6.一種外加電場薄膜測試平臺，其特征在于，包括權(quán)利要求I至5所述的外加電場測試臺架和一攝像頭，所述攝像頭通過一攝像頭支架固定設(shè)置在所述樣品臺上方，所述攝像頭支架與電場測試臺架的底部轉(zhuǎn)軸相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的測試平臺，其特征在于所述攝像頭支架包括一“U”形轉(zhuǎn)接支架，所述“U”形轉(zhuǎn)接支架上方設(shè)置ー楔形轉(zhuǎn)接支架，所述攝像頭固定在所述楔形轉(zhuǎn)接支架的側(cè)面。
8.如權(quán)利要求6或7所述的測試平臺，其特征在于所述攝像頭支架與電場測試臺架的底部轉(zhuǎn)軸固定連接。
專利摘要本實用新型公開了一種外加電場測試臺架及薄膜測試平臺，包括一底座，所述底座設(shè)置在一旋轉(zhuǎn)軸上方，底座上方中央設(shè)置一樣品臺；一對“T”形支架，設(shè)置在所述底座兩端的端面上；一對能夠在多個維度上進(jìn)行位置調(diào)節(jié)的探針臺，分別設(shè)置在所述“T”形支架上；一對探針夾具，包括探針插口，分別設(shè)置在所述探針臺上；以及一對與所述探針夾具絕緣的金屬探針，通過所述探針插口固定設(shè)置在所述探針夾具上。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，操作方便，可以在進(jìn)行衍射研究的同時對樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)動調(diào)整，大大提高了薄膜材料的基礎(chǔ)物質(zhì)屬性研究實驗效率。
文檔編號G01N23/20GK202471623SQ20112055997
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者何慶, 周興泰, 徐洪杰, 李曉龍, 顧月良, 黎忠 申請人:中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所