一种应用于透射样品制备的离子减薄装置的制作方法

本技术属于制样和电镜检测领域，具体的说是涉及到一种应用于透射样品制备的离子减薄装置。

背景技术：

1、离子减薄技术是当前透射电镜样品制备技术的主流，利用离子枪在高真空环境中提供高能量的惰性气体型离子流，以一定角度轰击连续旋转的薄片样品两面，材料表层原子在大于其原子结合能的轰击能量连续作用下发生溅射，样品两面持续减薄最终样品中心部分穿孔，并在穿孔边沿获得厚度小于100nm甚至达到10nm的电子束透明观察薄区。

2、离子减薄设备对样品材质要求低，不受材料导电性影响，对能量敏感的材料使用低能量离子枪功能也能应对，离子源采用惰性气体型离子，不会因离子渗入对样品组织结构产生影响，适用于陶瓷、金属、半导体等多种材料的透射电子显微镜样品制备。此外，离子减薄设备还具有耗费低、操作简单方便、制备的样品质量高等优点，目前广泛应用于化学、生物学、材料科学领域。

3、目前商用离子减薄设备普遍耗时较长，制备一个样品动辄数个小时甚至数天时间，严重耽误分析测试进度，需要研发高减薄效率的离子减薄设备。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种用于透射样品制备的离子减薄装置，采用三个不同角度的离子枪提高减薄效率，配置真空换样组件，可使主体长期保持高真空环境，减少外界污染，离子束更稳定，可视窗口组件能够在减薄时可通过可视窗观察减薄室样品状态，能够实时根据样品状态作出调整样品角度、测试真空度等操作。

2、为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种应用于透射样品制备的离子减薄装置，至少包括真空泵组件，所述离子减薄装置还包括主体以及位于主体内的样品台组件和穿孔检测组件，所述主体用于提供减薄操作腔体并与真空泵组件连接，所述样品台组件用于装载样品且位于穿孔检测组件中部，并包括样品夹和样品台；所述穿孔检测组件用于检测样品减薄状态，并包括对射激光传感器发射端和对射激光传感器接收端；所述主体上还密封连接有离子枪组件，所述离子枪组件用于提供离子束并包括有至少一个的离子枪，所述离子枪的焦点位于样品台组件。

4、优选地，所述样品夹为长形薄片并悬空安装于样品台上方。

5、优选地，所述离子减薄装置还包括密封安装于主体顶部的可视窗口组件，所述可视窗口组件包括可视窗和视窗法兰。

6、优选地，所述离子减薄装置还包括安装于主体侧面的激光挡板机构，所述激光挡板机构包括挡板密封罩、电动推杆以及u型挡板，其中电动推杆位于挡板密封罩内，电动推杆和u型挡板固定连接。

7、优选地，所述u型挡板开口朝向样品台，当穿孔检测组件检测样品时，所述u型挡板位于挡板密封罩内，当穿孔检测组件未检测样品时，所述u型挡板位于主体内且其上下的挡叶分别能够遮挡射激光传感器发射端和对射激光传感器接收端。

8、优选地，所述离子减薄装置还包括安装于主体侧面的真空换样组件，所述真空换样组件包括换样腔体、换样腔密封盖板、样品台运动机构以及手动插板，其中换样腔体内设有换样室，换样腔密封盖板位于换样室上方并能够密封换样室，手动插板位于真空换样组件与主体的连接处并用于控制换样室与减薄室的连通。进一步地，所述样品台运动机构连接于换样腔体侧边并包括平移机构、旋转机构以及倾转机构。进一步地，所述样品台与样品台运动机构连接。

9、优选地，所述离子减薄装置还包括安装于主体侧面的真空测量组件，所述真空测量组件包括真空计和真空计接头，所述真空计通过真空计接头与主体连通。

10、优选地，所述真空泵组件密封连接于主体上并包括机械泵和分子泵，所述分子泵的进气口与主体底部连接。

11、本实用新型具有以下有益效果：

12、1、本实用新型采用三个不同角度的离子枪，减薄效率高；

13、2、本实用新型的样品台可调整角度，允许更大的离子束-样品表面相对倾转角；

14、3、本实用新型配置真空换样组价，可使主体长期保持高真空环境，减少外界污染，离子束更稳定；

15、4、本实用新型的换样室比主体小，抽真空所需时间少，换样高效；

16、5、本实用新型配置有可视窗口组件、穿孔检测组件、激光挡板机构以及真空测量组件，可视窗口组件能够在减薄时可通过可视窗观察减薄室样品状态，能够实时根据样品状态作出调整样品角度、测试真空度等操作，便于实时掌握样品减薄情况且无需破坏主体内真空度，提高了减薄效率；穿孔检测组件能够检测样品减薄状态，激光挡板机构能够在穿孔检测组件不检测时保护穿孔检测组件，遮挡离子减薄溅射物质，避免对射激光传感器发射端和对射激光传感器接收端产生沉积污染，真空测量组件能够测量主体内真空度，便于工作人员了解主体内真空状态。

技术特征：

1.一种应用于透射样品制备的离子减薄装置，至少包括真空泵组件，其特征在于，所述离子减薄装置还包括主体以及位于主体内的样品台组件和穿孔检测组件，所述主体用于提供减薄操作腔体并与真空泵组件连接，所述样品台组件用于装载样品且位于穿孔检测组件中部，并包括样品夹和样品台；所述穿孔检测组件用于检测样品减薄状态，并包括对射激光传感器发射端和对射激光传感器接收端；所述主体上还密封连接有离子枪组件，所述离子枪组件用于提供离子束并包括有至少一个的离子枪，所述离子枪的焦点位于样品台组件。

2.根据权利要求1所述的离子减薄装置，其特征在于，所述样品夹为长形薄片并悬空安装于样品台上方。

3.根据权利要求1所述的离子减薄装置，其特征在于，所述离子减薄装置还包括密封安装于主体顶部的可视窗口组件，所述可视窗口组件包括可视窗和视窗法兰。

4.根据权利要求1所述的离子减薄装置，其特征在于，所述离子减薄装置还包括安装于主体侧面的激光挡板机构，所述激光挡板机构包括挡板密封罩、电动推杆以及u型挡板，其中电动推杆位于挡板密封罩内，电动推杆和u型挡板固定连接。

5.根据权利要求4所述的离子减薄装置，其特征在于，所述u型挡板开口朝向样品台，当穿孔检测组件检测样品时，所述u型挡板位于挡板密封罩内，当穿孔检测组件未检测样品时，所述u型挡板位于主体内且其上下的挡叶分别能够遮挡射激光传感器发射端和对射激光传感器接收端。

6.根据权利要求1所述的离子减薄装置，其特征在于，所述离子减薄装置还包括安装于主体侧面的真空换样组件，所述真空换样组件包括换样腔体、换样腔密封盖板、样品台运动机构以及手动插板，其中换样腔体内设有换样室，换样腔密封盖板位于换样室上方并能够密封换样室，手动插板位于真空换样组件与主体的连接处并用于控制换样室与减薄室的连通。

7.根据权利要求6所述的离子减薄装置，其特征在于，所述样品台运动机构连接于换样腔体侧边并包括平移机构、旋转机构以及倾转机构。

8.根据权利要求7所述的离子减薄装置，其特征在于，所述样品台与样品台运动机构连接。

9.根据权利要求1所述的离子减薄装置，其特征在于，所述离子减薄装置还包括安装于主体侧面的真空测量组件，所述真空测量组件包括真空计和真空计接头，所述真空计通过真空计接头与主体连通。

10.根据权利要求1所述的离子减薄装置，其特征在于，所述真空泵组件密封连接于主体上并包括机械泵和分子泵，所述分子泵的进气口与主体底部连接。

技术总结
本技术提供的一种应用于透射样品制备的离子减薄装置，至少包括真空泵组件，所述离子减薄装置还包括主体以及位于主体内的样品台组件和穿孔检测组件；本技术采用三离子枪对称配置，具有更高的离子减薄效率；离子枪不倾转，样品和离子束之间的夹角通过样品台组件控制，可允许更大的倾转角；提供可视窗口，直观观察离子束状态和离子减薄状态；配置了可真空隔断的换样室，换样室小，抽真空时间快，减薄加工好的样品转移到换样室再进行取样、换样，效率更快，并且可以使主体始终保持高真空状态，避免进气污染，利于离子束的稳定，离子枪可以保持更长寿命。

技术研发人员：李吉学,党理,郑晓敏
受保护的技术使用者：杭州源位科技有限公司
技术研发日：20230317
技术公布日：2024/1/12