一种样品传递装置的制作方法

本实用新型涉及一种高真空或超高真空薄膜沉积技术领域，更具体的说，涉及一种样品传递装置。

背景技术：

掠角沉积是利用动态自影蔽生长在倾斜沉积角度的同时，配合样品台自转运动进行纳米结构和薄膜生长制备的物理沉积技术，被用于生长柱状、之字形、螺旋形、S形等纳米结构阵列薄膜。样品被固定在样品托盘上，随着样品台一起进行倾斜和旋转运动，样品托盘位置的稳固性显著影响沉积过程中纳米结构的形貌和尺寸。

在高真空或超高真空薄膜沉积设备系统传递样品的过程中，需要在不破坏高真空或超高真空条件下，在大气氛围和真空氛围之间对样品进行传递，同时维持沉积腔室的高真空或超高真空工作条件,以实现快速进样,保护设备和提高效率的目的。

尤其在掠角沉积设备中，由于掠角沉积过程中样品台倾斜角度较大，该角度通常≥70°，并且样品台可能在倾斜的同时伴随着自转，在这个工艺过程中，样品托盘可能会随着样品台的倾斜、原位旋转运动而发生位移或脱落。传统的样品托盘结构简单，不仅无法稳定的固定在样品台上，而且样品托盘的装载与卸载无法通过真空锁进样室完成，需要在工艺过程中先中断设备系统的高真空或超高真空状态，再进行样品托盘的装载和卸载，使得工艺过程繁琐，效率不高。其次，对于需要进行加热退火(≥150℃)的工艺过程，必须使用夹具固定样品，在样品台倾斜时，夹具的固着方式和夹片厚度会显著遮挡沉积区域，而不能形成所需的样品薄膜。

技术实现要素：

本实用新型专利所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可在稳定固定样品并可在真空快速进样室传递样品的样品传递装置。

在一个总体方面，提供一种样品传递装置，其特征在于，包括样品托盘、用于承载所述样品托盘的样品托架、固定在所述样品托盘上用于压紧样品的样品固定环和一端与所述样品托盘配合用于传递所述样品托盘的锁头。

优选的，所述样品托盘还包括锁头固定部分，所述锁头固定部分包括锁头插孔、锁定杆和C形环，所述锁头包括插头、锁扣和连接头，所述连接头用于与真空快速进样室内的伸缩进样杆连接，所述插头和所述锁扣可穿过C形环的开口，所述插头可选择性的进出所述锁头插孔，所述锁定杆数目为两个，设置于所述C形环的内部，所述锁扣为双桨型，两个桨分别与所述两个锁定杆搭扣固定。

优选的，所述样品托盘包括样片固定部分，所述样片固定部分包括样片沉槽、分布在所述样片沉槽四周的螺纹孔，所述样品固定环包括压紧环片和沉槽螺钉，所述压紧环片部分遮盖住所述样片沉槽，所述沉槽螺钉穿过所述压紧环片与所述螺纹孔配合固定。

优选的，所述样片固定部分还包括凸缘，所述样品托架包括支杆孔和顶部凸台，所述凸缘的内环面抵接所述样品托架上表面，所述顶部凸台的内圆周面紧贴所述凸缘的圆周面，所述支杆孔用于与样品台上的支架固定连接。

优选的，所述样品托架还包括和安装开口，所述安装开口两内侧面与所述锁头固定部分两外侧面贴紧配合。

优选的，所述样片固定部分外圆周面上设置有若干向内凹陷的卡槽，所述样品托架内圆周面上设置有若干向外凸起的凸块，所述凸块用于在所述顶部凸台的内圆周面紧贴所述凸缘的圆周面时嵌入相应的所述卡槽内。

优选的，所述样品托架和所述样品托盘均为左右对称结构。

优选的，所述卡槽均匀且间隔分布，所述凸块均匀且间隔分布，所述卡槽与所述凸块相对配合固定。

本实用新型提供了一种可在稳定固定样品并可在真空快速进样室传递样品的样品传递装置，样品固定环可以将样品片压紧固定在样品托盘上，样品托架可以将样品托盘固定在实验用的样品台上，锁头在实验设备伸缩进样杆的带动下可以控制样品的送进与取出，该过程无需中断设备系统的高真空或超高真空状态，方便高真空或超高真空薄膜沉积实验高效的进行。

附图说明

图1是本实用新型的样品传递装置的背面结构示意图；

图2是本实用新型的样品传递装置的爆炸结构示意图；

图3是本实用新型的压紧环片的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将结合附图用实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1和图2所示，本实施例的样品传递装置包括样品托盘2、用于承载所述样品托盘2的样品托架1、固定在所述样品托盘2上用于压紧样品的样品固定环3和一端与所述样品托盘2配合用于传递所述样品托盘2的锁头4，所述锁头与真空快速进样室内的伸缩进样杆连接，所述样品托架1用于在高真空或超高真空薄膜沉积设备系统中承载并运送所述样品托盘2，当所述样品托盘2与所述样品托架1分离时，设备中的伸缩进样杆通过带动所述锁头4可选择性的将所述样品托盘2送进或取出。

作为一种优选的实施方式，本实施例的样品托盘2包括样片固定部分21，所述样片固定部分21包括样片沉槽211、分布在所述样片沉槽211四周的螺纹孔212，所述样片沉槽211用于固定样品片，样片沉槽211的四个内槽面均为斜面，彼此连接构成梯台状，样品片可以嵌入槽内，通过槽内壁对样品片进行局部的限位固定，再通过样品固定环3对样品进行押紧固定；所述样品固定环3包括压紧环片31和沉槽螺钉32，所述压紧环片31部分遮盖住所述样片沉槽211，所述沉槽螺钉32穿过所述压紧环片31与所述螺纹孔212配合固定，当装上样品后，压紧环片31部分遮盖住所述样片沉槽211的部分遮盖住了样品片，对样品片进行压紧固定。

作为一种优选的实施方式，本实施例的样品托盘2还包括锁头固定部分22，所述锁头固定部分22包括锁头插孔221、锁定杆222和C形环223，所述锁头4包括插头43、锁扣42和连接头41，所述连接头41用于与真空快速进样室内的伸缩进样杆连接，连接方式可以是螺纹连接，使得锁头4可在伸缩进样杆带动下运动。所述锁头插孔221为一个圆形的孔，所述锁扣42可选择性的从所述锁头插孔221中进出。

所述锁定杆222数目为两个，设置于所述C形环223的内部，当锁头4竖直放置时，可以穿过C形环223的开口，所述插头43抵入所述锁头插孔221，进而旋转至水平状态，可与所述锁定杆222配合固定从而可以在伸缩进样杆的带动下使整个样品托盘2运动。所述锁扣42为双桨型，两个桨分别与所述两个锁定杆222搭扣固定，这种固定方式可以分别固定住锁头两侧，使其受力平衡。

作为一种优选的实施方式，本实施例的样片固定部分21还包括凸缘213，所述样品托架1包括支杆孔11和顶部凸台13，所述样品托架1形状为环形，环形中部可用于放置所述样品托盘2，所述凸缘213的内环面抵接所述样品托架1上表面，所述顶部凸台13的内圆周面紧贴所述凸缘213的圆周面，使样品托盘2部分嵌入样品托架1内部，可以对样品托盘2径向限位；所述支杆孔11用于与样品台上的支架固定连接，支架穿过所述支杆孔11并与样品托盘表面平齐，可以带动样品托架1运动，从而带动固定在上面的样品托盘2随着样品台倾斜或者转动，实现工艺操作。

作为一种优选的实施方式，本实施例的样品托架1还包括和安装开口(12)，所述安装开口12两内侧面与所述锁头固定部分22两外侧面贴紧配合，可阻止样品托盘2在所述样品托架1上转动，同时所述顶部凸台13与所述凸缘213厚度相同，所述顶部凸台13的内环面紧贴所述凸缘213的圆周面，并使得样品托盘2不突出于样品托架1，有利于样品托盘2落座于样品托架1内并且位置固定。

作为一种优选的实施方式，本实施例的样片固定部分21外圆周面上设置有若干向内凹陷的卡槽214，所述样品托架1内圆周面上设置有若干向外凸起的凸块14，所述凸块14用于在所述顶部凸台13的内圆周面紧贴所述凸缘213的圆周面时嵌入相应的所述卡槽214内，进一步保证样品托盘2在所述样品托架1内的位置固定。

作为一种优选的实施方式，本实施例的卡槽214呈三角分布，所述凸块14呈三角分布，所述卡槽214与所述凸块14相对配合固定，三角分布可使样品托盘2的受力更均匀，更为稳固的固定在样品托架1上。

作为一种优选的实施方式，本实施例的样品托架1和所述样品托盘2为左右对称结构，当锁头4进入到样品托盘2的开口内部时，由于对称结构的存在，锁头4上的双桨型锁扣42可以搭扣住两个锁定杆，两边受力均匀，固定更为稳定。

作为一种优选的实施方式，本实施例的样片固定部分21和锁头固定部分22一体制造。

如图3所示，本实施例的压紧环片31的边缘厚度≤0.3mm。

作为一种优选的实施方式，本实施例的样品托架1、样品托盘2、样品固定环3以及锁头4的材质均为钼，可用于高温加热退火工艺。

在本实施例中，样品传递装置在具备真空快速进样室与伸缩进样杆的真空设备系统中使用，样品托盘2水平放置时为样品传递的初始状态。具体传递过程为：样品托架1固定在样品台的支架上，可采用气动驱动的方式将样品托架1降下，接着伸缩进样杆将保持竖直状态的双桨型锁扣42插入样品托盘2的锁头插孔221中，当双桨型锁扣42抵住了锁头插孔221的底部时，伸缩进样杆控制双桨型锁扣42顺时针旋转90°，使双桨型锁扣221转至水平并扣在样品托盘2的锁定杆222上，接着伸缩进样杆继续水平推入，将样品托盘2送进样品托架1的上方，接着升起样品托架1，使样品托盘2落座于样品托架1中，当样品托盘2与样品托架1固定稳固后，伸缩进样杆控制双桨型锁扣42逆时针旋转90°，使双桨型锁扣42转至竖直状态并与样品托盘2的锁定杆222分开，最后伸缩进样杆带着锁头4沿着原路退回。

作为一种优选的实施方式，当工艺过程完成后，样品托盘2需要卸载，具体传递过程为：伸缩进样杆将保持竖直状态的双桨型锁扣42插入样品托盘2的锁头插孔221中，当双桨型锁扣42抵住了锁头插孔221的底部时，伸缩进样杆控制双桨型锁扣42顺时针旋转90°，双桨型锁扣221随之转至水平并扣在样品托盘2的锁定杆222上，接采用气动驱动的方式将样品托架1降下，使得样品托架1与样品托盘2分离，接着伸缩进样杆继续水平退出，将样品托盘2拉离样品托架1的上方，即完成样品的取出。

本实用新型提供了一种可在稳定固定样品并可在真空快速进样室传递样品的样品传递装置，样品固定环可以将样品片压紧固定在样品托盘上，样品托架可以将样品托盘固定在实验用的样品台上，锁头在实验设备伸缩进样杆的带动下可以控制样品的送进与取出，该过程无需中断设备系统的高真空或超高真空状态，方便高真空或超高真空薄膜沉积实验高效的进行。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。