[发明专利]具有磁分析功能的X射线衍射装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及X射线衍射装置，更特别地，涉及一种具有磁分析功能的X射线衍射装置。

背景技术

自从上世纪九十年代以来，自旋电子学得到了长足的发展，各种新实验现象、新理论以及新实用器件层出不穷，带动了传感器、存储器、代替传统半导体器件的磁器件(或者说，自旋器件，例如自旋晶体管、自旋逻辑器)等的应用和发展。自旋电子学的发展也掀起了磁材料领域的研究热潮。

X射线衍射装置是对材料组成及其原子级结构进行研究的一种非常重要的设备，是材料研究领域最常用的设备之一。遗憾的是，传统的X射线衍射装置并不具备磁分析功能，不能研究材料的磁特性。

中子衍射的基本原理与X射线衍射相似，因此也可用于研究材料的组成和原子级结构，并且与X射线相比，中子衍射具有更高的灵敏度、分辨率和穿透性。中子衍射甚至能区别同一元素的不同同位素，这是X射线衍射所不能做到的。中子衍射的另一个重要特点是中子具有磁矩，因此还能用于研究材料的磁结构，这也是X射线衍射不能实现的。然而，产生中子束涉及使用粒子加速器来加速带电粒子，然后用带电粒子轰击靶材以获得中子。相关设备(尤其是加速器)庞大且复杂，这限制了中子衍射的广泛使用。

因此，期望能提供一种具有磁分析功能的X射线衍射装置。

发明内容

本发明一示范性实施例提供一种X射线衍射装置，包括：样品台，其上用于固定载玻片，所述载玻片上安装有样品；X射线源，用于照射X射线到所述样品上；检测器，用于检测经所述样品反射或透射的X射线；以及磁场发生器，用于产生并且向所述样品施加磁场。

在一些示例中，所述磁场发生器是电磁铁。

在一些示例中，所述电磁铁包括：励磁线圈；以及设置在所述励磁线圈中的铁芯，所述铁芯具有朝向所述样品延伸的极头。

在一些示例中，所述极头能够朝向和远离所述样品移动以调节施加到所述样品的磁场的大小。

在一些示例中，所述X射线衍射装置还包括：磁传感器，设置在所述样品台上并且在所述样品附近，用于感测向所述样品施加的磁场。

在一些示例中，所述磁场发生器包括用于施加第一磁场的第一电磁铁，所述第一磁场垂直或者平行于所述样品所位于的主平面。

在一些示例中，所述磁场发生器还包括用于施加第二磁场的第二电磁铁，所述第二磁场垂直于所述第一磁场。

在一些示例中，所述磁场发生器还包括用于施加第三磁场的第三电磁铁，所述第三磁场垂直于所述第一磁场和所述第二磁场。

在一些示例中，所述X射线衍射装置还包括：壳体，用于限定密封空间，所述样品台设置在所述密封空间内；温度调节单元，用于调节所述密封空间内的温度；温度传感器，用于感测所述密封空间内的温度；以及温度控制器，用于基于所述温度传感器感测到的所述密封空间内的温度来控制所述温度调节单元的运行。

在一些示例中，所述载玻片包括：本体，其上形成有凹槽和围绕所述凹槽的侧壁，所述温度传感器设置在所述凹槽内，并且通过导线连接到所述温度控制器，所述温度传感器上覆盖有导热材料，所述样品能安置在所述导热材料上。

在一些示例中，所述导热材料的上表面低于围绕所述凹槽的侧壁的上表面或者与之齐平。

除了传统功能之外，所述X射线衍射装置还能实现一定的磁分析功能，因而能够在一定程度上代替中子衍射装置来使用。

附图说明

图1示出根据本发明一示范性实施例的X射线衍射装置的示意性结构图。

图2示出根据本发明另一示范性实施例的X射线衍射装置的示意性结构图。

图3示出根据本发明又一示范性实施例的X射线衍射装置的示意性结构图。

图4示出可用于图3的X射线衍射装置的载玻片的示意性结构图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述本发明的示范性实施例。在所描述的示范性实施例中，给出了许多特定细节。应理解，这些特定细节仅用于向本领域技术人员充分公开本发明的原理，而非用于限制本发明的范围。

图1示出根据本发明一示范性实施例的X射线衍射装置100的示意性结构图。如图1所示，X射线衍射装置100包括样品台110，样品114可固定在载玻片112上，并且载玻片112可安置在样品台110上。