一种X射线光电子能谱仪紫外光电子能谱专用样品台装置的制作方法

一种x射线光电子能谱仪紫外光电子能谱专用样品台装置
技术领域
1.本实用新型涉及化学分析检测技术领域，尤其涉及一种x射线光电子能谱仪紫外光电子能谱专用样品台装置。


背景技术：

2.紫外光电子能谱(ups)通过测量价层电子的能量从中获得有关价电子结构的各种信息，包括材料的价带谱、逸出功及态密度分布等，可提供进行材料价带结构信息，在现代分析检测中具有广泛的应用。
3.在利用紫外光电子能谱(ups)数据采集时，通常需要同时采集纯银箔的数据进行费米边校准，因此在制备样品时通常需要同时装载纯银箔，此外也要保证样品表面有良好的电接触。
4.目前在进行ups测试时，每次都需要拆卸纯银箔，拆卸过程耗时耗力，另外也会导致银箔样品表面褶皱，影响到银箔样品的重复使用以及费米边测试的精确性。此外在将ups样品装载普通样品台的过程中通常用导电胶或者导电夹对待测样品进行固定，导电胶固定样品时可能会出现样品镀层被导电胶粘下来或者待测样品表面的导电胶翘起来的情况，这种情况下不能保证待测区域的导电效果；利用目前的导电夹固定样品时，由于导电夹不容易控制，制样操作过程中可能会出现待测样品表面测试区域被刮花、受损的情况；进而影响了样品的测试数据的真实性和可靠性。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本实用新型提出了一种x射线光电子能谱仪紫外光电子能谱专用样品台装置，该装置通过第一凹部与铜片对银箔固定或拆卸，免除重复拆取银箔的麻烦，使制样过程变得简单快捷。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种x射线光电子能谱仪紫外光电子能谱专用样品台装置，设有样品台基架，所述样品台基架设有第一凹部、与第一凹部侧边边缘处耦合的铜片以及多个第二凹部；
8.所述铜片与样品台基架所在的平面形成夹角进而与第一凹部配合形成参考样品固定机构；
9.所述第一凹部与所述多个第二凹部相隔，每个第二凹部的一端设置有第三凹部，所述第三凹部表面设有可嵌合推入的孔洞，所述孔洞用于安装固定导电夹，通过第二凹部、第三凹部与导电夹形成待测样品固定机构。
10.作为优选的技术方案，所述导电夹采用三翼结构，包括连接部件、第一短翼、第二短翼和一个长翼，两个短翼、一个长翼分别与所述连接部件耦合于一体，所述第一短翼与通过孔洞推入与样品台基架嵌合连接，直至完全推入时与样品台基架耦合固定。
11.作为优选的技术方案，以所述第一短翼的位置为底架，所述第一短翼为直翼，相对底架设置在上方的第二短翼和长翼均在其中间位置处分别向下倾斜，所述倾斜范围为
0.01-0.05cm。
12.作为优选的技术方案，所述夹角小于或等于60
°
。
13.作为优选的技术方案，所述第一凹部与所述多个第二凹部等间隔排布。
14.作为优选的技术方案，所述铜片设置在第一凹部的一侧，铜片的长度范围为第一凹部与铜片连接的侧边长度的0.5至1倍。
15.作为优选的技术方案，所述铜片采用半圆形状铜片，所述半圆形铜片厚度的范围为0.1mm至0.15mm，所述半圆形铜片半径的范围为0.3cm至1cm。
16.作为优选的技术方案，所述第一凹部的任意3个侧边处分别设置所述半圆形状铜片，相邻的半圆形铜片最短距离为0.6cm。
17.作为优选的技术方案，所述第二凹部的数量为5个。
18.作为优选的技术方案，所述样品台基架设置为长方体，所述样品台基架的长宽高分别不大于5cm、2.5cm和0.3cm；
19.所述第一凹部为长方体，长宽均为1.1cm，深度为0.02mm。
20.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
21.(1)本实用新型的参考样品固定机构采用第一凹部与铜片配合进行装载银箔，免除重复拆取银箔的麻烦，使制样过程变得简单快捷，此外也避免银箔样品表面褶皱进而影响费米边测试精确性的现象。
22.(2)本实用新型根据常规的ups样品厚度，针对性地设计出待测样品的装载位置，采用待测样品固定机构通过导电夹与第二凹部、第三凹部固定待测样品，保证样品待测位置免于受到损伤，又可保证样品表面有良好的电接触，进而保证待测样品表面ups数据的真实性和可靠性。
23.(3)本实用新型通过结合参考样品固定机构与待测样品固定机构，使得在样品台检测时适用于所有配有ups功能仪器的通用型样品台，可装配至现有的ups功能仪器的通用型样品台，具有较高的兼容性。
附图说明
24.图1为本实用新型实施例中的x射线光电子能谱仪紫外光电子能谱专用样品台装置的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例中样品台基架设置第一凹部和第二凹部的示意图；
26.图3为本实用新型实施例中的参考样品固定机构放大后的示意图；
27.图4为本实用新型实施例中导电夹的结构示意图。
28.其中，1-第一凹部，2-铜片，3-第二凹部，4-第三凹部，5-导电夹，6-第一短翼，7-第二短翼，8-长翼。
具体实施方式
29.在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
30.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在该词前面的元素或者物件涵盖出现在该词后面列举的元素或者物件及其等同，而不排除其他元素或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
31.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，否则术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。此外，下面所描述的本公开不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
32.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.实施例
34.如图1所示，本实施例提出了一种x射线光电子能谱仪紫外光电子能谱专用样品台装置，该装置包括样品台基架。
35.如图2所示，样品台基架由铜制成得到，并设置为长方体，此外还可设置为圆柱体、三棱柱、扇形柱等其它形状进行放置。实际应用时，设置样品台基架的长宽高分别不大于5cm、2.5cm和0.3cm，从而适配应所有紫外光电子能谱的仪器。
36.本实施例适用于所有厂家配有紫外光电子能谱仪部件的x射线光电子能谱仪，为更好的表达样品台的设计理念，本实施例将各个结构具体尺寸赋予具体数值，此外各个尺寸限定仅作为较优的实施例。
37.如图3所示，样品台基架设有第一凹部1、与第一凹部1侧边边缘处耦合的铜片2，第一凹部1用于容纳参考样品，铜片2与样品台基架所在的平面形成夹角进而与第一凹部1配合形成参考样品固定机构，夹角小于或等于60
°
，从而阻止参考样品向偏移第一凹部1位置脱落。实际应用时，在样品台左上方距离一侧0.5cm、距离表面0.13mm处制造出1.1cm*1.1cm大小，深度为0.02mm的凹坑,铜片2弯曲与水平面略微偏离形成夹角进行固定银片，同时银片以活动式方式放置于第一凹部1上，便于偶然情况下从侧面提取银片进行清洗和更换。
38.在本实施例中，铜片2的数量设置至少1个，具体采用半圆形铜片，并且铜的纯度高于99.9％。其对应的圆形半径尺寸为0.5cm。第一凹部1具体为长方体，长宽均为1.1cm，深度为0.02mm。实际应用时，第一凹部1的深度略小于参考样品银片的厚度，使得银片被牢牢固定住，从而阻止参考样品向偏移第一凹部1。由于铜片2具有良好的导电效果，可为参考样品表面与待测样品表面的等电势做进一步的保证，采用纯度高于99.9％的铜片以减少测试的误差。
39.实际应用时，本实施例以银片为例作为参考样品进行说明。银片具体采用银箔，一般情况下银箔使用寿命可达5年以上，非特殊情况下无需更换，需要更换时直接用镊子将银片取出即可。本领域技术人员可根据实际情况更换为其他参考样品。
40.结合图1和4所示，铜片2设置在第一凹部1的一侧并与该侧两端的距离均为0.12cm，从而保证有足够的参考样品暴露在ups光斑下，在样品正中心位置处测试时，信号全部来源于银片，而不参杂铜片2的信号，同时利用铜片2对银片进行固定，保证样品台与参考样品银片的表面等电势接触。进一步地，在第一凹部1的任意3个侧边处分别设置形状、厚度相同的半圆形状铜片，从而达到对银片的固定，并保证样品表面有良好的电接触。
41.在本实施例中，半圆形铜片厚度介于0.1mm和0.15mm之间，包括0.1mm和0.15mm。半圆形铜片半径尺寸介于0.3cm和1cm之间，包括0.3cm和1cm。
42.在本实施例中，当设置多个铜片2时，相邻的两个半圆形铜片最短距离为0.6cm。
43.此外本领域技术人员可根据参考样品的实际尺寸设置第一凹部1的尺寸进行装载，比如参考样品为圆片状，则设置为圆状凹坑。
44.结合图1、图2和图3所示，样品台基架还设有多个大小、形状相同的第二凹部3，多个第二凹部3用于装载待测样品，第一凹部1与多个第二凹部3互不重叠并等间隔排布。进一步分别在每个第二凹部3的一端设置第三凹部4，第三凹部4表面设有可嵌合推入的孔洞，该孔洞用于安装固定导电夹5，进而通过第二凹部3、第三凹部4与导电夹5形成待测样品固定机构。
45.此外，第二凹部3还可设置大小按等比例递增，以同时对比不同大小的检测数据。本领域技术人员可根据实际情况对大小、形状相同和大小不同的多个第二凹部3进行任意组合，本实施例在此不做限定。
46.结合图4所示，导电夹5采用三翼结构，具体包括连接部件、两个短翼和一个长翼8，两个短翼、一个长翼8通过连接部件耦合于一体，第一短翼6与通过孔洞推入与样品台基架嵌合连接，直至完全推入时与样品台基架耦合固定，使得样品表面在不被刮花或破坏的前提下有很好的导电效果。以第一短翼6的位置为底架，两个短翼间隔距离为0.14cm，即导电夹5高度为0.14cm。两个短翼长度均为0.45cm；长翼8长度为0.8cm。第一短翼6为直翼，相对底架设置在上方的第二短翼7和长翼8均在其中间位置处分别向下倾斜0.01cm和0.02cm，具体倾斜范围控制在0.01-0.05cm之间，通过倾斜加大导电夹5对样品台基架和待测样品的接触力度，既保证样品的固定，又可保证待测样品表面与样品台基架的等电势接触。导电夹5采用厚度0.15cm、宽度0.15cm的铜材质，其中铜材质纯度高于99.9％。
47.结合图1和图4所示，第一短翼6插在待测样品一侧的孔洞内部，长翼8、第二短翼7分别与待测样品的上方部位接触，通过第一短翼6将导电夹5固定在样品台基架上，使得样品夹与样品台基架处于导电接触状态。此时长翼8此时正好在待测样品表面，由于长翼8在中间位置向下倾斜0.02cm，长翼8可将待测样品进行固定，并保证样品表面与导电夹5的导电效果，进而保证待测样品表面与样品台基架和参考样品银片的等电势接触。实际应用时，当待测样品放置在第二凹部3内，通过将导电夹5的三翼交点对应于待测样品左下角位置，将第一短翼6滑动式推入孔洞内进行嵌合。当导电夹5被完全推入时，导电夹5的长翼8位于待测样品的表面，导电夹5上方的第二短翼7位于样品台上，下方的第一短翼6位于待测样品左方的孔洞内，从而保证了样品台与待测样品的表面等电势接触。
48.本实施例设置第二凹部3的数量为5个，具体在距离样品台基架设有第一凹部1的一侧2cm、3.5cm处以及与其相对的另一侧0.5cm、2cm、3.5cm处分别制造出1cm*1cm大小，深度为0.15cm的凹坑。孔洞长0.5cm、宽0.2cm、高0.20mm。
49.实际应用时，单次测试可满足常规单个课题组的单次测试需求，根据单个课题组常规ups样品待测样品一般不多于5个，而且待测样品尺寸一般为1cm*1cm，厚度小于2mm，且该尺寸适用于所有厂家配有紫外光电子能谱仪部件的x射线光电子能谱仪。此外，本领域技术人员可根据实际的待测样品尺寸设置第二凹部3的尺寸大小，本实施例在此不做限定。
50.此外，本实施例在此不限定样品台基架尺寸，本实施例的x射线光电子能谱仪紫外光电子能谱专用样品台装置可固定在所有厂家对应的配有紫外光电子能谱仪部件的x射线光电子能谱仪样品台上，本领域技术人员可根据实际情况所使用的特定厂家特定型号仪器对应的常规样品台尺寸进行调整样品台基架的尺寸。
51.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。