一种用于硅基二维材料自动扫描的金相显微镜夹具

1.本实用新型属于基于计算机视觉的显微镜检测技术领域，特别涉及一种用于硅基二维材料自动扫描的金相显微镜夹具。


背景技术：

2.二维材料表现出诸多母体材料所不具备的优越性质，将这些不同二维材料堆垛成自然界中不存在的异质结构，通过外加的门电压产生的电场效应调控载流子浓度，对其光、电、磁性质及界面近邻效应开展探索，是当前凝聚态物理的重要前沿和研究焦点。当前这一领域的一个重要研究方向是将这些不同二维材料制备成自然界中不存在的异质结构，通过外加的门电压产生的电场效应调控载流子浓度和化学势，对其光、电、磁性质及界面近邻效应开展探索。
3.制备异质结的过程通常是采用物理和化学方法对三维宏观物质进行逐层解理，实现物质结构维度的降低，再将获得的二维晶体薄层堆垛到一起获得异质结构。这种方法非常直接和灵活，在实际操作中，一般是将二维晶体薄层置于硅片上，使用金相显微镜进行扫描搜索，通过经验判断出哪些是可能的薄层，并记录其大概位置，最后手工操作微操作平台拾取二维晶体并进行堆垛。
4.二维材料样品常放置于硅片上，仅选择二维晶体薄层作为目标材料，用于异质结的制备。每个二维材料样品包含若干个有效的目标薄层材料，但其数量和尺寸均是随机的。搜索和识别的过程往往依赖于实验人员的经验和熟练度，为了识别扫描和搜索效率，显微镜多配备高精度的自动扫描平台。多数高精度的扫描平台都具有较高的运动控制精度和重复定位精度，可以带动二维材料样品进行横向和纵向运动，同时配合摄像头进行拍照识别。由于在大放大倍率的显微镜下，相机的景深极小，可靠的用于硅基二维材料自动扫描的金相显微镜夹具可以有效减小摄像头二次对焦的时间。同时，由于运动平台都具有一定的行程，往往在其运动行程范围内可以扫描多片硅基二维材料样品，这也符合实验人员对于搜索效率的要求。这就需要对硅基二维材料样品设计特有的显微镜扫描平台夹具，既能够有效的固定样品，又能够同时放置多片样品，满足多片同时扫描的需求。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本实用新型属于基于计算机视觉的显微镜检测技术领域，公开了一种用于硅基二维材料自动扫描的金相显微镜夹具，所述金相显微镜夹具包括与扫描平台固定的底板和n个样品托盘，其中n为正整数；
6.所述底板上安装有托盘支座；
7.所述样品托盘通过限位装置固定在所述托盘支座上。
8.进一步的，所述托盘支座上设置有若干个与所述样品托盘形状相对应的凹槽。
9.进一步的，所述凹槽的边缘相对开设有导槽。
10.进一步的，所述限位装置包括设置在托盘支座上的定位孔和设置在所述样品托盘
底部的凸起。
11.进一步的，所述定位孔的形状为倒锥形；
12.所述凸起为与所述定位孔相对应的圆锥台。
13.进一步的，所述托盘支座为圆角长方形金属块，所述定位孔的开孔直径为6
±
0.05mm，锥角为40
°
，两个孔的圆心间距为52.0
±
0.05mm。
14.进一步的，所述样品托盘为圆角正方形结构。
15.进一步的，所述圆锥台锥面锥底面直径为6
±
0.05mm，锥高为3
±
0.05mm，倾斜角为40
°
，相邻两个圆锥的圆心间距为52.0
±
0.05mm。
16.有益效果
17.(1)既有效的固定样品，又能够同时放置多片样品，满足多片同时扫描的需求。
18.(2)使得样品托盘可以放置在固定位置上，不会出现晃动。
19.(3)导槽可以方便镊子等夹取样品托盘。
20.(4)定位孔和凸起配合既可以进一步固定样品托盘，又可以确保样品托盘的位置非常准确。
21.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1示出了根据本实用新型实施例中支架的结构示意图；
24.图2示出了根据本实用新型实施例中样品托盘3的仰视图；
25.图3示出了根据本实用新型实施例中底盘支座的侧视图。
26.图中：1、底板；2、托盘支座；21、凹槽；22导槽；23、定位孔；3、样品托盘、31、凸起。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.本实用新型公开了一种用于硅基二维材料自动扫描的金相显微镜夹具，所述金相显微镜夹具可应用于硅基二维材料自动扫描的金相显微镜。所述金相显微镜夹具安装在扫描平台上，用于对显微镜观察样品的固定。
29.示例性的，所述金相显微镜夹具包括与扫描平台固定连接的底板1和n个样品托盘3，其中n为正整数。通过所述底板1将所述金相显微镜夹具固定在扫描平台上，当扫描平台
移动时，所述金相显微镜夹具也相应的移动，显微镜通过电动二维平台，可对多个样品进行批量观测。
30.所述底板1上安装有托盘支座2，所述托盘支座2用于放置样品托盘3。
31.具体的，所述样品托盘3通过限位装置固定在所述托盘支架上。其中，所述限位装置包括设置在所述托盘支座2上的定位孔23和设置在所述样品托盘3上的凸起31。其中，定位孔23的形状与所述凸起31的形状、大小和位置相对应，使得所述凸起31正好放置在所述定位孔23内。优选的，所述凸起31的数量至少为两个，所述托盘支座2上定位孔23数量为每个样品托盘3上的凸起31数量与样品托盘3的数量乘积，保证每一个所述样品托盘3准确放置在所述托盘支座2上的指定位置。示例性的，所述托盘支座2上定位孔23的形状为倒锥形定位孔23，所述样品托盘3底部的凸起31为与所述定位孔23相对应的圆锥台。示例性的，所述托盘支座2能放置25个样品托盘3，且每个样品托盘3上有2个凸起31，所述托盘支座2上开设有25组定位孔23，每组2个。通过所述托盘支座2上开设的25组定位孔23对所述样品托盘3的位置进行固定。
32.优选的，所述托盘支座2上设置有若干个与所述样品托盘3形状相对应的凹槽21，在进行样品观察时，将需要观察的样品放置在样品托盘3上，所述样品托盘3放置在所述托盘支座2的凹槽21内。示例性，所述托盘支座2上的凹槽21有25个，分布为五行五列，因此可以容纳25个样品托盘3。在操作时，只需要移动扫描平台即可观察到25份样品。
33.为了保证在移动样品时，样品不会晃动。所述凹槽21的尺寸需要与样品托盘3的尺寸保持严格的一致。例如，所述样品托盘3的尺寸为边长10mm的正方形时，所述凹槽21边长为10
±
0.05mm。由于样品托盘3与凹槽21的尺寸相同，所述样品托盘3放进凹槽21后很难取出。为了解决这一问题，在本实用新型的另一实施例中，所述凹槽21的边缘相对开设有导槽22，通过导槽22可以使用镊子等工具很方便的将样品托盘3取出。示例性的，所述导槽22的横截面为半圆形。
34.示例性的，所述托盘支座2为两个圆角长方形金属块，其中托盘支座2中的圆角长方形金属块倒锥孔的开孔直径为6
±
0.05mm，锥角为40
°
，两个孔的圆心间距为52.0
±
0.05mm。
35.所述样品托盘3为圆角正方形结构，规则分布5行5列共25个用于放置样品的正方形凹槽，每个正方形凹槽两侧开有方便镊子夹取样品的导槽22，样品托盘3背面具有四个与定位孔23相对应的圆锥台。
36.所述的样品托盘3外长宽均为68
±
0.1mm，厚度为4.5
±
0.1mm。
37.所述的样品托盘3正面的正方形凹槽21边长为10
±
0.05mm，深度为0.5
±
0.05mm。
38.所述的样品托盘3正面的导槽22深度为1.5
±
0.05mm。
39.所述的样品托盘3背面的圆锥台锥底面直径为6
±
0.05mm，锥高为3
±
0.05mm，倾斜角为40
°
，相邻两个圆锥的圆心间距为52.0
±
0.05mm。
40.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。