本发明涉及一种liv效应可调的镧钙锰氧薄膜制备设备，属于薄膜制备技术领域。
背景技术：
随着国民经济的高速发展，工业经济指数在国民经济生产总值中的占比不断提高，国家对于制造业的重视程度亦不断增加。这其中高精尖生产更是成为核心发展目标。而在高精尖生产中高灵敏度器件成为了必不可少的核心部件。其中大部分高灵敏度器件需要具备可调节、微型化、高工况适用性等特点。这一系列属性使得工业界将目光投向了薄膜材料领域。薄膜材料不但具有上述属性特征，其还具备多属性叠加、制备手段丰富等特点。现阶段的功能薄膜材料大多集中在光、电、磁等方面。钙钛矿结构的巨磁阻材料便是其中的代表之一。以镧钙锰氧作为基体组分的巨磁阻材料具有温度-电阻变化（rt）、磁场激发下电阻变化（mrt）和激光感生下电压变化（liv）等高灵敏度性能变化，使得其即可应用在国防军工当中的红外探测，也可普及到民生运用的磁储存等方面。但目前的镧钙锰氧薄膜制备设备均存在以下几个方面的通病：（1）大多采用射频粉碎后重力下降的工艺原理，一来使得制备的薄膜质量不均，例如容易产生凸点等，且无法很好的控制膜厚，二来无法制备出大面积的应用型薄膜；（2）现阶段的装置中大多只能制备单一组分薄膜，无法切换不同的靶材进行多组分薄膜制备，一来减缓效率，二来若采用分阶段制备，即不能保证条件相同，也会增加工艺不确定性，同时现有设备亦无法在相同条件下切换制备出不同状态的薄膜；（3）现行的装置中大多只具有制备功能，不具有测试功能，更无法通过实时测试缩短工艺调整周期和及时调整工序条件制备出符合需求的样品，因此容易造成原料浪费和增加开发成本。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种liv效应可调的镧钙锰氧薄膜制备设备。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明liv效应可调的镧钙锰氧薄膜制备设备包括柜体、激光发生器、真空系统、气氛系统、靶材系统、薄膜系统、射镀系统、磁控系统、膜厚测试系统、liv性能调整系统；密封柜门设置在柜体前端，激光发生器设置在柜体外底部，真空系统设置在柜体外一侧，气氛系统设置在柜体外另一侧，靶材系统设置在柜体内部中心处，薄膜系统设置在靶材系统上方，磁控系统和射镀系统设置在靶材系统一侧，且磁控系统位于靶材系统与射镀系统之间，liv性能调整系统设置在靶材系统另一侧，膜厚测试系统设置在靶材系统后端；
所述真空系统包括真空气管、气阀机、真空机械泵，真空气管一端与柜体上部连通，真空气管另一端和真空机械泵连接，气阀机设置在真空气管一端上并固定在柜体上；
所述气氛系统包括2个以上的分流管、气流控制阀、2个以上气氛箱，分流管一端和柜体连通，分流管另一端通过气流控制阀和气氛箱连通；
所述靶材系统包括下转动机、下转套、2个以上的置靶套杆、尺寸套、旋转卡扣，下转动机设置在柜体内底部中心处，下转套设置在下转动机上方，置靶套杆一端设置在下转套上，尺寸套放置在置靶套杆另一端的靶材槽中，旋转卡扣设置在置靶套杆上用于固定尺寸套；
所述薄膜系统包括上转动机、高度伸缩杆、上转块、2个以上的伸缩架、旋转架、双关节臂、加热垫、薄膜垫板、插槽，上转动机嵌套在下转套内，上转动机通过高度伸缩杆与上转块连接，伸缩架一端设置在上转块上，伸缩架另一端通过旋转架与双关节臂连接，加热垫设置在双关节臂底端，薄膜垫板固定在加热垫上，插槽固定在薄膜垫板上表面；
所述磁控系统包括电源、下磁套、传导支撑架、上磁套，传导支撑架固定在下转动机一侧，下磁套固定在传导支撑架底端一侧并位于传导支撑架与下转动机之间，2个电源分别设置在下磁套两侧并与其连接，上磁套固定在传导支撑架顶端且位于下磁套正上方，2个电源通过导线与上磁套连接；
所述射镀系统包括双关节机架、脉冲激光头、加热电源、导热杆，双关节机架设置在传导支撑架另一侧，且位于传导支撑架和加热电源之间，脉冲激光头设置在双关节机架顶端，导热杆设置在加热电源上部，脉冲激光头作用位置位于上磁套上方，导热杆与加热垫相配合；
所述膜厚测试系统包括厚度测试仪、射频红外激光头、感应板，厚度测试仪设置在下转动机后侧，射频红外激光头设置在厚度测试仪顶端，感应板通过支架设置在厚度测试仪一侧，射频红外激光头和感应板相配合；
所述激光发生器分别通过导线与脉冲激光头、射频红外激光头连接；
所述liv性能调整系统包括liv测试机、行车架、z轴基座、y轴控制架、x轴控制滑轨、滑杆、接收器、liv测试激光头、切割激光头、传输线、电压测试机、多节机械手、导电接头，liv测试机固定在下转动机另一侧，2个行车架分别设置在liv测试机顶部两端，每个行车架顶端设置有2个z轴基座，2个z轴基座通过轴控制架连接，x轴控制滑轨两端嵌套在y轴控制架内并沿其移动，滑杆一端嵌套于x轴控制滑轨内并沿其移动，滑杆另一端和切割激光头连接，接收器设置在滑杆中部，3个以上的liv测试激光头环绕设置在切割激光头外侧，接收器通过传输线与激光发生器连接，接收器分别与liv测试激光头、切割激光头连接，电压测试机设置在liv测试机顶端中心，电压测试机两侧通过多节机械手分别连接一个导电接头，电压测试机与liv测试机连接；
所述插槽为u型槽，槽体材质为导电材质。
所述2个以上的气氛箱容量不同，气氛箱容量依次减小。
所述尺寸套外径小于靶材槽内径，尺寸套设置一个以上，且外径逐渐减小。
所述加热垫上设置有导热套口，导热套口与导热杆相配合。
所述导热杆为伸缩嵌套结构。
所述感应板上设置有多重感应区。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明装置采用磁控上升的工艺原理，一来能够大幅提高薄膜质量的可控性，使得膜厚可控，二来能够通过扩大磁场范围制备出大面积应用型薄膜；
（2）本发明装置能够通过实时切换材料进行多组分薄膜的制备，且保证制备条件相同，同时能够在相同调节下制备出不同状态的薄膜；
（3）本发明装置具有实时测试功能，能够实时监测薄膜的膜厚和liv效应性能，可大幅缩短工艺调整周期，并能及时调整工序条件制备出符合需求的样品，提高原料利用率，降低开发成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明仰视结构示意图；
图3是本发明真空系统的结构示意图；
图4是本发明气氛系统的结构示意图；
图5是本发明柜体的内部结构示意图；
图6是本发明靶材系统及薄膜系统的结构示意图；
图7是本发明靶材系统的结构示意图；
图8是本发明薄膜系统的结构示意图；
图9是下转动机结构示意图；
图10是本发明薄膜系统的局部结构示意图；
图11是本发明薄膜系统的局部结构示意图；
图12是本发明磁控系统的结构示意图；
图13是本发明射镀系统的局部结构示意图；
图14是本发明射镀系统的局部结构示意图；
图15是本发明膜厚测试系统的结构示意图；
图16是本发明liv性能调整系统的结构示意图；
图17是本发明liv性能调整系统的局部结构示意图；
图18是本发明liv性能调整系统的局部结构示意图；
图19是本发明liv性能调整系统的局部结构示意图；
其中，1-柜体；101-密封柜门；2-激光发生器；3-真空气管；301-气阀机；302-真空机械泵；4-分流管；401-气流控制阀；402-气氛箱；5-下转动机；501-下转套；502-置靶套杆；503-尺寸套；504-旋转卡扣；505-靶材槽；6-上转动机；601-高度伸缩杆；602-上转块；603-伸缩架；604-旋转架；605-双关节臂；606-加热垫；607薄膜垫板；608-插槽，609-导热套口；7-电源；701-下磁套；702-传导支撑架；703-上磁套；8-双关节机架；801-脉冲激光头；9-加热电源；901-导热杆；10-厚度测试仪；1001-射频红外激光头；1002-感应板；11-liv测试机；1101-行车架；1102-z轴基座；1103-y轴控制架；1104-x轴控制滑轨；1105-滑杆；1106-接收器；1107-liv测试激光头；1108-切割激光头；1109-传输线；11010-电压测试机；11011-多节机械手；11012-导电接头。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图对本发明作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于所述内容。
实施例1：如图1~19所示，本liv效应可调的镧钙锰氧薄膜制备设备包括包括柜体1、激光发生器2、真空系统、气氛系统、靶材系统、薄膜系统、射镀系统、磁控系统、膜厚测试系统、liv性能调整系统；密封柜门101设置在柜体1前端，激光发生器2设置在柜体1外底部，真空系统设置在柜体1外一侧，气氛系统设置在柜体1外另一侧，靶材系统设置在柜体1内部中心处，薄膜系统设置在靶材系统上方，磁控系统和射镀系统设置在靶材系统一侧，且磁控系统位于靶材系统与射镀系统之间，liv性能调整系统设置在靶材系统另一侧，膜厚测试系统设置在靶材系统后端；
其中，真空系统包括真空气管3、气阀机301、真空机械泵302，真空气管3一端与柜体1上部连通，真空气管3另一端和真空机械泵302连接，气阀机301设置在真空气管3端部并固定在柜体上；气氛系统包括3个分流管4、气流控制阀401、3个气氛箱402，每个分流管4一端和柜体1连通，分流管4另一端通过气流控制阀401和气氛箱402连通，3个气氛箱容量不同；靶材系统包括下转动机5、下转套501、4个置靶套杆502、尺寸套503、旋转卡扣504，下转动机5设置在柜体1内底部中心处，下转套501设置在下转动机5上方，置靶套杆502一端设置在下转套501上，尺寸套503放置在置靶套杆502另一端的靶材槽505中，旋转卡扣504设置在置靶套杆502上用于固定尺寸套；薄膜系统包括上转动机6、高度伸缩杆601、上转块602、4个伸缩架603、旋转架604、双关节臂605、加热垫606、薄膜垫板607、插槽608，上转动机6嵌套在下转套501内，上转动机6通过高度伸缩杆601与上转块602连接，每个伸缩架603一端设置在上转块602上，伸缩架603另一端通过旋转架604与双关节臂605连接，加热垫606设置在双关节臂605底端，薄膜垫板607固定在加热垫606上，插槽608固定在薄膜垫板607上表面，插槽608为u型导电槽；磁控系统包括电源7、下磁套701、传导支撑架702、上磁套703，传导支撑架702固定在下转动机5一侧，下磁套701固定在传导支撑架702底端一侧并位于传导支撑架与下转动机之间，2个电源7分别设置在下磁套701两侧并与其连接，上磁套703固定在传导支撑架702顶端且位于下磁套701正上方，2个电源7通过导线与上磁套703连接；射镀系统包括双关节机架8、脉冲激光头801、加热电源9、导热杆901，双关节机架8设置在传导支撑架702另一侧，且位于传导支撑架702和加热电源9之间，脉冲激光头801设置在双关节机架8顶端，导热杆901设置在加热电源9上部，脉冲激光头801作用位置位于上磁套703上方，导热杆901与加热垫606上的导热套口609相配合；膜厚测试系统包括厚度测试仪10、射频红外激光头1001、感应板1002，厚度测试仪10设置在下转动机5后侧，射频红外激光头1001设置在厚度测试仪10顶端，感应板1002通过支架设置在厚度测试仪10一侧，射频红外激光头和感应板相配合，激光发生器2分别通过导线与脉冲激光头801、射频红外激光头1001连接；liv性能调整系统包括liv测试机11、行车架1101、z轴基座1102、y轴控制架1103、x轴控制滑轨1104、滑杆1105、接收器1106、liv测试激光头1107、切割激光头1108、传输线1109、电压测试机11010、多节机械手11011、导电接头11012，liv测试机11固定在下转动机5另一侧，2个行车架1101分别设置在liv测试机11顶部两端，每个行车架1101顶端设置有2个z轴基座1102，2个z轴基座1102通过轴控制架1103连接，x轴控制滑轨1104两端嵌套在y轴控制架1103内并沿其移动，滑杆1105一端嵌套于x轴控制滑轨1104内并沿其移动，滑杆1105另一端和切割激光头1108连接，接收器1106设置在滑杆1105中部，6个liv测试激光头1107环绕设置在切割激光头1108外侧，接收器1106通过传输线1109与激光发生器2连接，接收器分别与liv测试激光头、切割激光头连接，电压测试机11010设置在liv测试机11顶端中心，电压测试机11010两侧通过多节机械手11011分别连接一个导电接头11012，电压测试机11010与liv测试机11连接。
实施例2：本实施例装置结构同实施例1，不同在于置靶套杆502为2个，导热杆901为伸缩嵌套结构。
使用时，通过密封柜门101将靶材和衬底分别放入置靶套杆的靶材槽505中和u型插槽608中，根据靶材尺寸在靶材槽内放置尺寸套503，并转动旋转卡扣504将尺寸套503卡合锁定；关闭密封柜门101通过真空系统对柜体1进行抽真空作业，其中通过气阀机301调节可调整作业速率和效果；待完成真空作业之后，开启气流控制阀401，使得气氛箱402的气体沿分流管4均匀分散的流入柜体1中，气流控制阀401可控制流速，且气氛系统临近射镀系统，能够保证镀膜过程中达到气氛条件所需标准，且气氛系统能够保证多种气氛同时充入，扩充镀膜条件范围；待完成气氛填充之后通过下转动机5带动下转套501转动，将所需镀膜靶材所在的靶材槽505转至下磁套701上方，即脉冲激光头801作用位置，且此时靶材槽505与下磁套701、上磁套703处于同一轴线上，然后通过上转动机6将伸缩架一端的加热垫606移动至靶材槽505上方，通过双关节机架8调节脉冲激光头的脉冲入射角度，后进行射频激光冲击，由激光发生器2对脉冲激光头801进行供能；同时开启电源7，使得下磁套701和上磁套703之间产生上行磁场，将因射频激光冲击产生的靶材羽辉运输至衬底上；同时通过导热杆901对接加热垫606的导热套口609，使得薄膜垫板607达到衬底镀膜所需温度；可通过上转动机6、高度伸缩杆601和上转块602的组合运转切换不同的镀膜衬底，同时结合高度伸缩杆601、伸缩架603、旋转架604、双关节臂605等调整衬底所在三维位置，配合磁控系统进而调整羽辉运送距离和速率，同时调整薄膜朝向以进行后续测试及加工。当完成初步镀膜之后，可运动薄膜至膜厚测试系统所在位置，调整间距高度，通过射频红外激光头1001对薄膜进行直射，而后其反射和散射的光斑落于感应板1002上，厚度测试机10可通过光斑强弱及分布情况判断薄膜各区域膜厚。由激光发生器对射频红外激光头1001进行供能。当膜厚达到标准时运动薄膜至liv性能调整系统，反之运动回射镀系统进行再加工。
在liv性能调整系统中，通过2个多节机械手11011分别将导电接头11012贴合在u型的插槽608上，使得薄膜、导电接头11012、多节机械手11011、电压测试机11010形成一个完整回路，通过liv测试激光头1107对薄膜进行激光直射，使薄膜产生感生电压并被电压测试机11010监测到，同时反馈传输回liv测试机11，利用z轴基座1102、y轴控制架1103、x轴控制滑轨1104、滑杆1105调整liv测试激光头1107位置，使得其可对薄膜各区域进行全面测试，liv测试机11可实时获得薄膜的边界位置、面积以及其liv效应性能是否达标，因薄膜大多数情况形状会出现变形或超出所需范围，此时会导致liv效应性能不稳定，故而利用切割激光头1108配合z轴基座1102、y轴控制架1103、x轴控制滑轨1104、滑杆1105对薄膜进行激光切割，因薄膜性质故而切割界面不会产生额外影响。当liv测试达标后可根据情况进行再加工或完成制备取出；liv测试激光头1107、切割激光头1108是由激光发生器2进行供能，通过传输线1109、接收器1106传输。