X射線衍射裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型總體上涉及X射線衍射(XRD)裝置，更特別地，涉及一種XRD裝置，其包括電場施加設備和光照設備，從而能夠研究樣品在電場和光場下的特性變化。
【背景技術】
[0002]X射線衍射裝置是現代晶體學研究中使用的基本工具之一。當X射線入射到晶體上時，由于晶體是由原子規則排列成的晶胞組成，這些規則排列的原子之間的距離與入射的X射線的波長處于相同的數量級，因此由不同原子散射的X射線相互干涉，在某些特殊方向上產生強的X射線衍射。衍射線在空間分布的方位和強度與晶體結構密切相關，這就是X射線衍射的基本原理。
[0003]現有技術中已經開發了很多X射線衍射裝置，其根據上述基本原理，并且結合計算機處理工具來研究晶體的各種屬性。然而，隨著科技的發展，對傳統的XRD裝置也提出了更多的要求。例如，科研人員希望研究晶體材料在不同條件下的屬性變化。因此，希望XRD裝置能夠提供更加豐富的功能以滿足不同的測量要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的一個方面在于提供一種X射線衍射裝置，其包括電場施加設備和光照設備，從而能夠研究樣品在電場和光場下的特性變化。
[0005]根據本實用新型一示范性實施例，一種X射線衍射裝置包括用于安放樣品的樣品臺和用于照射X射線到所述樣品上的X射線源。所述X射線衍射裝置還包括:設置在所述樣品臺上并且位于所述樣品的下表面處的第一電極；以及電源，其一端通過第一導線連接到所述第一電極，另一端通過第二導線連接到所述樣品的上表面。
[0006]在一示范性實施例中，所述X射線衍射裝置還包括用于向所述樣品照射光的光源。
[0007]在一示范性實施例中，所述光源是可見光光源、紅外光光源、紫外光光源、或者它們的組合。
[0008]在一示范性實施例中，所述光源安裝在預定位置以使得所述光源發射的光垂直入射到所述樣品的上表面上。
[0009]在一示范性實施例中，所述X射線衍射裝置還包括:第一軌道，所述X射線源安裝在所述第一軌道上并且能沿所述第一軌道繞所述樣品旋轉以改變入射到所述樣品上的X射線的入射角。
[0010]在一示范性實施例中，所述X射線衍射裝置還包括用于準直所述X射線源發射的X射線的光束準直器。
[0011 ] 在一示范性實施例中，所述X射線衍射裝置還包括殼體，所述樣品臺和所述X射線源均設置在所述殼體內。
[0012]在一示范性實施例中，所述X射線衍射裝置還包括:用于對所述殼體進行抽氣的抽氣裝置；以及用于對所述殼體進行充氣的充氣裝置。
[0013]在一示范性實施例中，將要連接到所述樣品的所述第二導線的末端設置有用于貼附到所述樣品的上表面的第二電極。
[0014]在一示范性實施例中，所述X射線衍射裝置還包括用于檢測經所述樣品反射或透射的X射線的X射線檢測器。
[0015]利用本實用新型的X射線衍射裝置，可以在向樣品單獨施加電場時、單獨施加光照時、或者施加電場和光照二者時，利用X射線衍射來研究樣品的晶體結構，從而實現了更豐富的實驗手段。
【附圖說明】
[0016]圖1示出根據本實用新型一示范性實施例的XRD裝置。
[0017]圖2示出根據本實用新型另一示范性實施例的XRD裝置。
【具體實施方式】
[0018]圖1示出根據本實用新型一實施例的XRD裝置100，其包括用于放置樣品的樣品臺110和用于向樣品照射X射線的X射線源120。
[0019]如圖1所示，樣品臺110可以是本領域常用的樣品臺，例如由不銹鋼制成的圓盤結構。在本實用新型的實施例中，樣品臺110上還設置有第一電極112。例如，第一電極112可以是銅箔或銅板，其也可以具有圓形結構，并且安置在樣品臺110上。在一些實施例中，第一電極112與樣品臺110之間可以通過絕緣材料隔離開，以避免樣品臺110上的靜電等信號對第一電極112上的信號的干擾。第一電極112可以通過導線經樣品臺110上的通孔連接到電源，這將在下面進一步詳細地描述。
[0020]在另一些實施例中，第一電極112可以被省略，而樣品臺110本身可以例如由銅板制成并且用作第一電極。這樣可以減少部件數，并且使XRD裝置的結構更簡單。
[0021]樣品114可以安放在第一電極112上。在一實施方式中，樣品114可以通過導電膏粘附到第一電極112上。導電膏可以促進樣品114和第一電極112之間的良好電接觸，并且還能固定樣品114以使得其在X射線測量期間保持固定。樣品114的上表面可以通過導線連接到電源，這也將在下面進一步詳細地描述。
[0022]X射線源120用于發射X射線122，X射線122經光束調節器124準直之后，以一定角度照射到樣品114上。雖然未示出，但是X射線源120可以安裝在環繞樣品臺110的軌道(未示出)上，從而當X射線源120沿軌道移動時，可以改變入射到樣品114上的X射線的入射角度。在一些實施例中，樣品臺110還可以旋轉，以調整樣品114相對于X射線源120的取向。
[0023]X射線檢測器126用于收集經樣品114反射的X射線。通過分析所探測到的X射線衍射圖案，即可獲得樣品114的相關晶體結構信息。
[0024]XRD裝置100還可以包括電源130，其一端通過導線132連接到樣品114的上表面，另一端通過導線134連接到位于樣品114的下表面處的第一電極112。在一些實施例中，導線132可以直接焊接到樣品114的上表面上。在另一些實施例中，導線132的末端可以焊接有導電板例如銅板，該導電板可以通過例如導電膏粘附到樣品114的上表面上。該導電板應面積較小，從而不會覆蓋樣品114的大面積表面以影響X射線照射到樣品114上。導線134可通過樣品臺110上的通孔連接到第一電極112。在另一些實施例中，導線134也可以從側面連接到第一電極112。在一些實施例中，樣品臺110可以旋轉。此時，導線132和134可以被固定到樣品臺110的側面，以免因轉動而影響導線與樣品或電極之間的連接。
[0025]如上所述，可以在電源130向樣品114施加電壓的同時，進行X射線衍射測量，來研究電場對樣品114的晶體結構的影響。
[0026]在圖1所示的實施例中，樣品臺110及其上的第一電極112和樣品114、X射線源120、光束調節器124和X射線檢測器126都可以設置在殼體102內。當殼體102封閉時，可以進行抽真空或者充入氦氣。因此，XRD裝置100還可以包括有抽氣和充氣設備。在圖1所示的實施例中，電源130可以設置在殼體102外。在另一些實施例中，電源130也可以設置在殼體102內。
[0027]下面參照圖2描述根據本實用新型另一示范性實施例的XRD裝置200。在圖2所示的XRD裝置200中，與圖1相同的部件用相同的附圖標記指示，此處將不再重復描述。
[0028]如圖2所示，XRD裝置200還包括光源140。光源140可以是可見光源、紅外光源、紫外光源或者它們的任意組合，以發射不同波長的光。在圖2所示的實施例中，光源140發射的光142可以基本垂直地照射到樣品114的表面上。在另一些實施例中，光源140也可以安裝在一位置以使得其發射的光142以預定角度傾斜照射到樣品114的表面上。在另一些實施例中，光源140還可以安裝在軌道(未示出)上，從而能夠沿軌道移動而改變光142的入射角度。可以理解，垂直入射是優選的，因為可以實現最大的光照強度。同樣，光源140也可以設置在殼體102內。
[0029]這里，利用XRD裝置200，可以在向樣品114單獨施加電場時、單獨施加光照時、或者施加電場和光照二者時，利用X射線衍射來研究樣品114的晶體結構，從而實現了更豐富的實驗手段。
[0030]雖然上面參照反射模式描述了本實用新型的XRD裝置的實施例，但是應理解，本實用新型的原理也可以應用到透射模式的XRD裝置。此時，第一電極112可以形成為具有較小的面積，從而不會遮擋透射的X射線，或者第一電極112可以由透明導電材料諸如ΙΤ0、ΙΖ0等形成。當應用到透射模式時，根據上面的教導，其它的適應性改變是本領域技術人員顯而易見的，因此此處不再贅述。
[0031]上面已經參照特定實施例描述了本實用新型，但是應理解，在不脫離本實用新型的思想和范圍的情況下，可以進行形式和細節上的各種變化。本實用新型的范圍由所附權利要求書及其等價物定義。
【主權項】
1.一種X射線衍射裝置，包括用于安放樣品的樣品臺和用于照射X射線到所述樣品上的X射線源，其特征在于，所述X射線衍射裝置還包括: 設置在所述樣品臺上并且位于所述樣品的下表面處的第一電極；以及電源，其一端通過第一導線連接到所述第一電極，另一端通過第二導線連接到所述樣品的上表面。2.如權利要求1所述的X射線衍射裝置，其特征在于，所述X射線衍射裝置還包括: 用于向所述樣品照射光的光源。3.如權利要求2所述的X射線衍射裝置，其特征在于，所述光源是可見光光源、紅外光光源、紫外光光源、或者它們的組合。4.如權利要求2所述的X射線衍射裝置，其特征在于，所述光源安裝在預定位置以使得所述光源發射的光垂直入射到所述樣品的上表面上。5.如權利要求1所述的X射線衍射裝置，其特征在于，所述X射線衍射裝置還包括: 第一軌道，所述X射線源安裝在所述第一軌道上并且能沿所述第一軌道繞所述樣品旋轉以改變入射到所述樣品上的X射線的入射角。6.如權利要求1所述的X射線衍射裝置，其特征在于，所述X射線衍射裝置還包括: 用于準直所述X射線源發射的X射線的光束準直器。7.如權利要求1所述的X射線衍射裝置，其特征在于，所述X射線衍射裝置還包括: 殼體，所述樣品臺和所述X射線源均設置在所述殼體內。8.如權利要求7所述的X射線衍射裝置，其特征在于，所述X射線衍射裝置還包括: 用于對所述殼體進行抽氣的抽氣裝置；以及 用于對所述殼體進行充氣的充氣裝置。9.如權利要求1所述的X射線衍射裝置，其特征在于，將要連接到所述樣品的所述第二導線的末端設置有用于貼附到所述樣品的上表面的第二電極。10.如權利要求1所述的X射線衍射裝置，其特征在于，所述X射線衍射裝置還包括: 用于檢測經所述樣品反射或透射的X射線的X射線檢測器。
【專利摘要】本實用新型涉及X射線衍射裝置。常規的X射線衍射裝置只能進行常規的X射線衍射實驗，已經不能滿足現代實驗科學研究的需要。在本實用新型的一些實施例中，X射線衍射裝置還具有用于向樣品施加電壓的電源以及用于向樣品照射光的光源。因此，本實用新型的X射線衍射裝置能在更豐富的實驗條件下進行X射線衍射實驗，研究樣品的晶體結構在電場和光場下的變化。本實用新型能應用于各種X射線衍射實驗裝置。
【IPC分類】G01N23/20
【公開號】CN205015299
【申請號】CN201520765284
【發明人】王利晨, 雷雨
【申請人】王利晨, 雷雨
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年9月29日