[发明专利]透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及透射电镜芯片技术领域，提供一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片及其制备方法，所述透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片包括基底、设置于基底上的薄膜承载层和设置于薄膜承载层上的功能层，功能层设有加热电阻、导热件和多个间隔设置的通电电极；加热电阻包括弧形部和两个延伸部，两个延伸部分别与弧形部的两端相连且相对于弧形部的对称中心线对称分布于弧形部的两侧；两个延伸部之间形成有第一通道和第二通道，第一通道与弧形部两端之间的开口连通，第二通道位于弧形部背离开口的一侧，通电电极部分位于弧形部围设的区域、开口和第一通道内，导热件部分位于第二通道内、部分延伸至加热电阻外侧。

技术领域

本发明涉及透射电镜芯片技术领域，尤其涉及一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片及其制备方法。

背景技术

目前，随着电子显微学和微纳加工等技术的进步，原位透射电镜技术也得到了较为成熟的发展。其中在透射电子显微镜中实现均匀热场、电场、电热耦合场的施加，同时在原子层次原位表征材料的显微结构演化规律仍是透射电子显微镜技术领域中的难题。相关技术已研发了不同的原位实验平台，例如，通过透射电镜样品杆前端的微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，简称MEMS)芯片或者透镜电镜芯片对样品施加电热耦合场的仿真环境，但其普遍存在加热区域温度均匀性较差的问题，导致样品热漂移率较高。因此，亟需提供一种能够为样品提供均匀稳定的热场以及能够精密控制的电场的透射电镜芯片，以更好地实现在电热耦合场下材料原子层次显微结构的表征。

发明内容

本发明提供一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片及其制备方法，用以解决现有技术中的透射电镜芯片存在加热区温度均匀性较差导致样品热漂移率较高的问题。

本发明提供一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片，包括：基底、设置于所述基底上的薄膜承载层和设置于所述薄膜承载层上的功能层，所述功能层设有加热电阻、导热件和多个间隔设置的通电电极；

所述加热电阻包括弧形部和两个延伸部，两个所述延伸部分别与所述弧形部的两端相连且相对于所述弧形部的对称中心线对称分布于所述弧形部的两侧；两个所述延伸部之间形成有第一通道和第二通道，所述第一通道与所述弧形部两端之间的开口连通，所述第二通道位于所述弧形部背离所述开口的一侧，所述通电电极部分位于所述弧形部围设的区域、所述开口和所述第一通道内，所述导热件部分位于所述第二通道内、部分延伸至所述加热电阻外侧。

根据本发明提供的一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片，所述弧形部的宽度由其中部向两端逐渐减小。

根据本发明提供的一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片，所述弧形部的宽度大于或等于所述延伸部的宽度。

根据本发明提供的一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片，所述延伸部沿所述弧形部的弧形方向往复迂回延伸，以形成向远离所述弧形部的方向间隔分布的多个弧形段。

根据本发明提供的一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片，多个所述弧形段的宽度向远离所述弧形部的方向逐渐减小。

根据本发明提供的一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片，靠近所述弧形部的所述弧形段与所述弧形部之间的间距大于多个所述弧形段之间的间距。

根据本发明提供的一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片，靠近所述弧形部的所述弧形段与所述弧形部之间的间距以及多个所述弧形段之间的间距向远离所述弧形部的方向逐渐减小。

根据本发明提供的一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片，多个所述通电电极位于所述弧形部围设的区域之外的部分相对于所述对称中心线对称设置。

根据本发明提供的一种透射电镜原位原子尺度电热耦合芯片，多个所述通电电极在垂直于所述对称中心线的方向上并列设置；多个并列的所述通电电极中的最外侧两个所述通电电极位于所述弧形部围设的区域内的部分的外边缘与所述弧形部的内边缘等间距设置。