[发明专利]用于TEM构效关联间接原位表征的芯片及其制作方法

说明书

本发明提供一种用于TEM构效关联间接原位表征的芯片及其制作方法，芯片包括主芯片及辅芯片，其中，主芯片包括：检测悬臂梁、主芯片凹槽、具有观测孔的观测悬臂梁、主芯片窗口及气孔；辅芯片包括：辅芯片窗口；通过检测悬臂梁的谐振用以检测位于检测悬臂梁上的待测样品的质量变化；主芯片及辅芯片相对设置，并分别固定于TEM样品杆上，主芯片、辅芯片及TEM样品杆之间形成闭合空间；TEM通过辅芯片窗口、观测孔及主芯片窗口观测位于观测悬臂梁上的待测样品的形貌变化。本发明可以在TEM内实现形貌变化及质量变化的间接、原位、实时表征，可广泛应用于纳米材料在气固反应过程中的TEM原位表征。

技术领域

本发明属于TEM原位表征领域，涉及一种用于TEM构效关联间接原位表征的芯片及其制作方法。

背景技术

迄今为止，纳米材料的研究已取得丰富的成果，如何使纳米材料的研究成果走向功能化广泛应用已成为目前面临的主要问题。为实现该突破，将纳米结构与其性能关联起来，建立明确的构效关系，是解决问题的有效途径。

在纳米结构的观测中，透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、扫描探针显微镜(SPM)等方法已广为使用，分辨率可达单原子级。但这些方法主要还局限于纳米结构与形貌的表征，难以对理化特性进行深入的测量研究；另一方面，材料的物性测量主要应用传统的核磁共振(NMR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、质谱分析(MS)等设备，这类材料物性表征很难与纳米结构观测紧密关联。

目前TEM电镜领域的一个重要发展趋势是原位表征技术。传统的TEM只能对制备好的样品在真空和常温环境下进行静态表征，已经越来越不能满足现代科学研究的要求。例如人们期望在对一些材料进行微结构观看的同时，在样品周围引入外场，如热场、电场、磁场、力场、甚至引入气体等等，以期望在该环境下对样品进行原位表征，获得样品形貌的实时变化，并期望获得样品的物化性能。

因此，提供一种可对材料进行构效关联原位表征的芯片及其制作方法，以将材料结构与材料物化性能关联起来，实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于TEM构效关联间接原位表征的芯片及其制作方法，用于解决现有技术中无法实现将材料结构与材料物化性能关联起来，进行构效关联原位表征的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于TEM构效关联间接原位表征的芯片及其制作方法，所述芯片包括主芯片及辅芯片，其中，所述主芯片包括：

检测悬臂梁，通过所述检测悬臂梁的谐振用以检测位于所述检测悬臂梁上的待测样品的质量变化；

主芯片凹槽，所述主芯片凹槽位于所述检测悬臂梁下方，通过所述主芯片凹槽为所述检测悬臂梁的谐振提供容纳空间；

观测悬臂梁，所述观测悬臂梁包括观测孔；

主芯片窗口，所述主芯片窗口位于所述观测孔下方；

气孔，所述气孔位于所述检测悬臂梁及观测悬臂梁的外侧并贯穿所述主芯片，所述气孔包括主芯片进气孔及主芯片出气孔；

所述辅芯片包括：

辅芯片窗口，所述辅芯片窗口位于所述观测孔上方；

所述主芯片及辅芯片相对设置，并分别固定于TEM样品杆上，且所述主芯片与所述辅芯片之间形成气体通道，所述气体通道与所述主芯片进气孔及主芯片出气孔相连接；所述主芯片、辅芯片及TEM样品杆之间形成闭合空间；TEM通过所述辅芯片窗口、观测孔及主芯片窗口观测位于所述观测悬臂梁上的待测样品的形貌变化。

可选的，所述主芯片包括加热电阻及检测压阻。