微测量电极的制作方法和热电势的测量方法及相关装置的制造方法_3

文档序号:9451340阅读:来源:国知局
量设备的成本。并且在电阻温度计测量模块采用锁相放大器,能够降低信号噪声,提高了测量的精度。
[0060]实施例三
[0061]图8示出本发明的第三实施例。
[0062]图8是本发明第三实施例提供的微尺度样品热电势的测量方法的流程示意图,本方法使用第二实施例所提供的微尺度样品热电势的测量装置进行测量。
[0063]参见图8、9和10,所述微尺度样品热电势的测量方法包括:
[0064]步骤S301,在制作有微测量电极的衬底表面固定标定温度计,并将所述衬底放置到变温样品台的样品座上。
[0065]在本实施例中,采用一组T型热电偶作为标定温度计,在制作有微测量电极的衬底表面用银胶固定一组T型热电偶。将所述衬底放置在样品座12上。在衬底与样品座之间施加导热胶,使衬底与样品座之间有很好的热接触,从而使衬底表面各处的温度均匀一致。
[0066]步骤S302,将所述微测量电极上的电极连线端与样品座电气接线端电连接,将标定温度计与样品座上的温度计接线端相连。
[0067]使用细的铜导线将微测量电极连线端与样品座电气接线端11连接起来。将T型热电偶与样品座上的T型热电偶接线端31连接起来。上述电气接线端11和热电偶接线端31可分别与真空室的外接电气接头8和外接温度计接头30相连。
[0068]步骤S303,将变温样品台的温度控制恒定在某一温度,利用标定温度计监测衬底的温度,当衬底的温度稳定在某一温度后,记录标定温度计此时测量到的温度。
[0069]使用控温仪6将变温样品台4的温度控制恒定在某一温度,利用标定温度计10监测衬底的温度,当衬底的温度稳定在某一温度后,记录标定温度计10此时测量到的温度。
[0070]步骤S304,依次测量第一电阻温度计的电阻和第二电阻温度计的电阻,改变衬底的温度,重新测量多组第一电阻温度计电阻和第二电阻温度计电阻随衬底温度变化的数据并建立所述第一电阻温度计和第二电阻温度计电阻随温度变化的工作曲线。
[0071]利用计算机9控制切换开关19,使得SA1,SA2, SA3和SA4开关闭合,SB1,SB2, SB3和SB4开关断开,测量第一电阻温度计2的电阻,随后利用计算机控制切换开关19,使得SAl, SA2, SA3和SA4开关断开,SBl, SB2, SB3和SB4开关闭合,测量第二电阻温度计3的电阻。
[0072]改变衬底的温度,另外测量3组第一电阻温度计2电阻和第二电阻温度计3电阻随衬底温度变化的数据,建立起如图9所示的两个电阻温度计电阻随温度变化之间的工作曲线,由图9可以看出,两个电阻温度计的电阻都随温度线性增加。
[0073]步骤S305,使用加热器在微尺度样品两端形成温差,使用热电电压测量仪记录样品两端的热电电压,控制切换开关,依次测量第一电阻温度计的电阻和第二电阻温度计的电阻,并根据所述电阻随温度变化的工作曲线获得两个温度计测量到的温度,计算两个温度计测量到的温差,得到一组温差和热电电压之间的对应关系,调整加热器的输出功率,获取多组温差和热电电压之间的对应关系。
[0074]当衬底的温度稳定后,启动加热器电源18,在微尺度样品29两端形成一个温差,使用热电电压测量仪17记录微尺度样品29两端的热电电压,由于热电电压的大小与温差的大小成正比,当热电电压的值稳定后,可以认为样品29两端的温差值达到了平衡,记录微尺度样品29两端的热电电压△ Uth,然后利用计算机9控制切换开关19,使得SAl, SA2, SA3和SA4开关闭合,SBl, SB2, SB3和SB4开关断开,测量第一电阻温度计2的电阻;再利用计算机控制切换开关19,使得SA1,SA2, SA3和SA4开关断开,SB1,SB2, SB3和SB4开关闭合,测量第二电阻温度计3的电阻,根据第一电阻温度计2和第二电阻温度计3的工作曲线,可以分别得到两个温度计测量到的温度Tl和T2,两个电阻温度计测量到的温差可以表示为AT12= T1-T2,由此得到一组温差和热电电压之间的对应关系ΔΤ12? AUth,改变加热器I的输出功率,得到另外3组ΔΤ12? AUth值。
[0075]步骤S306,根据所述多组温差和热电电压之间的对应关系得到样品的表观热电势。
[0076]根据步骤S305所获取的温差和热电电压之间的对应关系Δ Uth和Δ T 12,将Δ Uth对△ T12作图,得到如图10所示的微尺度样品两端的热电电压和温差变化的实验曲线示意图,从直线的斜率A Uth/AT12可以得到样品的表观热电势Sia,考虑到连接铜导线的热电势S导线,样品的热电势S样品可根据公式S样品=-A Uth/AT12+S导线将样品的表观热电势进行修正后得到。
[0077]采用本实施例所提供的微尺度样品热电势的测量方法,能够在使用微尺度样品热电势的测量装置进行测量的基础上,快速可靠地完成测量微尺度样品热电势。
[0078]实施例四
[0079]本实施例提供了一种镂空掩模板对准固定装置,用于执行本发明第一实施例提供的微测量电极的制作方法。图11为镂空掩模板对准固定装置的结构示意图。参见图11,所述镂空掩模板对准固定装置包括:样品台20、光学显微镜21、光学显微镜摄像头22、对准用计算机27、显示器28和掩模板操纵装置,所述样品台20用以固定衬底,并可在水平面内旋转和上下、前后、左右移动,使得所述微尺度样品29可以清晰的显示;所述光学显微镜21用以放大微尺度样品和镂空掩模板的镂空图形,所述光学显微镜摄像头22分别与对准用计算27机和光学显微镜21相连接,用以捕捉光学显微镜21所放大的图像,并将所述放大的图像发送到对准用计算机27,使对准用计算机27将拍摄到的图像在显示器28上显示,所述掩模板操纵装置用以调整所述镂空掩模板的位置,实现镂空掩模板上电阻温度计镂空图形与微尺度样品图像轮廓的交叠。所述掩模板操纵装置包括:移动平台26、支撑杆25、中空管24和真空吸盘23,所述支撑杆25固定在移动平台26上,并可随移动平台26移动,所述中空管24固定在支撑杆25上,中空管24的前端安装有真空吸盘23,用来吸住镂空掩模板,中空管24的后端与真空发生装置相连。中空管24可以由金属和塑料等制成。
[0080]下面结合镂空掩模板对准固定装置的使用过程对本实施例作进一步的描述。
[0081]将承载有微尺度样品的衬底固定到样品台20上,通过调节样品台20水平面内横向和纵向的位置以及显微镜的焦距,使得微尺度样品的图像能够通过长工作距离光学显微镜21和光学显微镜摄像头22清晰地显现在显示器28的屏幕中央;进而通过调节样品台20在水平面内的旋转角度使得微尺度样品的纵向方向平行或垂直于样品台20横向方向。利用计算机图形处理软件在显示器28屏幕上描绘出微尺度样品的轮廓。开启真空发生装置,使用真空吸盘23吸住镂空掩模板,通过调节移动平台26,将镂空掩模板移动到衬底的上方,使得镂空掩模板和样品衬底之间在竖直方向上存在一个间隙,调节光学显微镜21的焦距,使镂空掩模板的镂空图形的图象出现在显示器28屏幕上,镂空掩模板上测温金属线镂空位置应垂直或平行于样品台20横向方向,由于微尺度样品的纵向方向平行或垂直于样品台20横向方向,因此镂空掩模板上测温金属线镂空位置与所述微尺度样品的纵向近似垂直。调节镂空掩模板在水平面横向和纵向上的位置,使得微尺度样品的轮廓与镂空掩模板上的镂空图形对准,使得微尺度样品的轮廓与两组电阻温度计的镂空图形交叠,但不与加热器的图形发生交叠。
[0082]调节镂空掩模板操纵装置,将镂空掩模板沿竖直方向降下,与衬底接触,并采用胶带将镂空掩模板与衬底之间固定。在完成固定后将真空吸盘23从镂空掩模板上移去,完成相应的镂空掩模板与衬底上微尺度样品的对准固定过程。
[0083]本实施例所提供的镂空掩模板对准固定装置,
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