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可分离式 真空互联系统

阅读：733发布：2021-07-06

专利汇可以提供可分离式真空互联系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种可分离式真空互联系统，包括：主互联管道；主互联固定装置，设置于主互联管道上；多个可移动的分体装置，包含：移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、以及移动式真空泵车系统，其中，分体装置在主互联管道上可连接并拆卸，可与主互联固定装置之间进行组合连接和分离，同时多个分体装置可单独使用或两两任意组合连接构成一体化腔体使用；以及一体化的恒温台，用于样品原位、恒温传递。该互联系统使用灵活方便，且各个分体装置的占地面积小，对室内空间和承重的需求较小，同时分离式的设计充分利用各种泵体资源，极大程度降低真空互联装置的成本。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是可分离式真空互联系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可分离式真空互联系统，包括：
主互联管道；
主互联固定装置，设置于主互联管道上；
多个可移动的分体装置，所述分体装置包含：移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、以及移动式真空泵车系统，其中，所述分体装置在主互联管道上可连接并拆卸，可与主互联固定装置之间进行组合连接和分离，同时多个分体装置可单独使用或两两任意组合连接构成一体化腔体使用；以及一体化的恒温台，用于在多个互联的分体装置之间或分体装置与主互联固定装置之间的样品原位、恒温传递。
2.根据权利要求1所述的可分离式真空互联系统，其中，
所述移动式高真空生长设备的真空范围介于1×10-6mbar～1×10-10mbar之间；
所述移动式高真空生长设备包括：
移动装置；
迷你生长腔室，位于移动装置之上；
加热台与分子束源、溅射源或激光脉冲沉积靶材，设置于迷你生长腔室内，提供材料生长的温度和材料源；
连接机构，与迷你生长腔室相连，包含ISO快速连接口、快速抽气口和快速烘烤装置，其中，快速抽气口连接所述移动式真空泵车系统，利用所述移动式真空泵车系统抽取连接机构和迷你生长腔室的真空，快速烘烤装置对连接机构进行真空抽取并烘烤；
取样装置，与迷你生长腔室相连，与连接机构共轴，用于从主互联固定装置或其他分体装置取出样品至移动式高真空生长设备；以及
复合离子泵，位于移动装置之上，与迷你生长腔室相连接，实现迷你生长腔室的高真空维持。
3.根据权利要求1所述的可分离式真空互联系统，其中，
所述移动式非高真空生长设备的真空范围介于1×10-2mbar～1bar之间；
所述移动式非高真空生长设备包括：
移动装置；
生长装置，位于移动装置之上；
气压平衡室，设置于生长装置与其他分体装置或主互联固定装置相连的一侧，用于降低相连的两个装置之间的真空差别，该气压平衡室包括样品存储装置、真空抽气口、以及放气装置；真空抽取和维持装置通过真空抽气口实现对气压平衡室的真空抽取与维持；
连接机构，设置于气压平衡室与其他分体装置或主互联固定装置相连的一侧，包括：
KF25快速连接口、ISO法兰接口、CF法兰接口和快速抽气口装置；以及
取样装置，与连接机构同轴，用于从主互联固定装置或其他分体装置取出样品至移动式非高真空生长设备。
4.根据权利要求1所述的可分离式真空互联系统，其中，所述移动式真空测量设备包括：
移动装置；
测量装置，位于移动装置之上；
减震器，包含：焊接波纹管和减震气囊；
连接机构，设置于测量装置与待测量设备的连接侧，包括CF35快速连接口和快速抽气口装置；以及
取样装置，与连接机构同轴，位于该移动式真空测量设备与待测量设备的连接侧或相反的一侧。
5.根据权利要求1所述的可分离式真空互联系统，还包括：便携样品邮寄真空室，用于将样品寄到国外或长距离携带使用，该便携样品邮寄真空室包含：
支撑架；
与真空阀门一体化的腔体，位于支撑架之上；
主窗体，位于腔体之上，通过该主窗体可观察到整个腔体里面所有的部件以用于安全检查；以及
外接的离子泵或吸附泵，用于维持腔体的真空。
6.根据权利要求1所述的可分离式真空互联系统，其中，所述真空恒温样品传递小车，还包括：换托室，用于包含不同样品架的两个装置之间的样品传输。
7.根据权利要求1、5或6中任一项所述的可分离式真空互联系统，其中，所述真空恒温样品传递小车，包括：
长距离的移动装置或短距离的移动装置，其中长距离的移动装置的行走部上装有弹簧减震装置和充气橡胶轮胎；
分离装置，设置于真空恒温样品传递小车的前端，在真空恒温样品传递小车无法整体进入待传样的环境时，将该分离装置从真空恒温样品传递小车上分离并携带样品进入；
传样腔室，位于分离装置之上，可随分离装置从长距离或短距离的移动装置上拆卸出来独立使用；
温度控制和温度维持装置，位于传样腔室内，其上放置样品，包括加热台与低温台，用于维持样品在传输的过程中的特定温度，同时该加热台和低温台可用于构建一体化的恒温台，该恒温台能在不同的腔体之间传输，以实现在不同的腔体之间样品的恒温传输；所述不同的腔体包括移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备和移动式真空测量没备；
传样装置，与传样腔室相连，用于样品在主互联固定装置或其他分体装置与传样腔室之间的传输；
样品传输锁定机构，用于锁定样品以防止样品在传输的时候发生滑落；
真空维持泵组，包括：升华泵和离子泵，真空维持泵组与传样腔室相连，用于维持传样腔室中的真空介于：10-6mbar～10-10mbar之间；
其中，所述真空恒温样品传递小车的真空维持泵组还能为移动式高真空生长设备、移动式真空测量设备、换托室、便携样品邮寄真空室提供需要的超高真空环境；以及前后左右对准机构和升降对准机构，设置于传样腔室与分离装置之间，实现传样腔室与进样室的对准。
8.根据权利要求7所述的可分离式真空互联系统，其中，所述移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、以及移动式真空泵车系统中的移动装置上设有升降装置，该移动装置的运动模式主要包括机械式和自动化式两种模式，所述机械式的移动装置利用手动进行升降装置的操作和运动；自动化式的移动装置为一按照预定路线进行寻迹移动的自动控制小车和自动化的升降装置。
9.根据权利要求1、5或6中任一项所述的可分离式真空互联系统，其中，所述移动式真空泵车系统，用于实现移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、换托室、便携邮寄真空室从大气至真空状态的获得，包括：
移动装置；
机械泵、分子泵、电离硅，位于移动装置之上，以及
连接机构，设置于移动式真空泵车系统与待抽真空的设备相连的一侧。
10.根据权利要求9所述的可分离式真空互联系统，其中，所述移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、以及移动式真空泵车系统中的移动装置上设有升降装置，该移动装置的运动模式主要包括机械式和自动化式两种模式，所述机械式的移动装置利用手动进行升降装置的操作和运动；自动化式的移动装置为一按照预定路线进行寻迹移动的自动控制小车和自动化的升降装置。
11.根据权利要求2、3或4中任一项所述的可分离式真空互联系统，其中，所述移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、以及移动式真空泵车系统中的移动装置上设有升降装置，该移动装置的运动模式主要包括机械式和自动化式两种模式，所述机械式的移动装置利用手动进行升降装置的操作和运动；自动化式的移动装置为一按照预定路线进行寻迹移动的自动控制小车和自动化的升降装置。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的可分离式真空互联系统，其中，
所述移动式高真空生长设备包含如下设备中的一种或几种：移动式MBE分子束外延设备、移动式磁控溅射设备、以及移动式脉冲激光沉积设备；和/或
所述移动式非高真空生长设备包含如下设备或系统中的一种或几种：移动式化学气相沉积设备、分离式手套箱、移动式样品转移系统、以及分离式样品解离系统；和/或所述移动式真空测量设备包含如下系统中的一种或几种：室温扫描隧道或原子力显微系统；便携式能谱测量系统；固定式测量系统中的样品转移平台；和/或所述主互联固定装置包括：一台或多台固定式的真空生长或测试装置、蝶形样品传输和分配装置、以及线性传输和分配装置。

说明书全文

可分离式真空互联系统

技术领域

[0001] 本公开属于真空互联仪器领域，涉及一种可分离式真空互联系统。

背景技术

[0002] 近些年随着样品的生长技术和测试技术的提高，越来越多的生长和测试表征依赖于真空环境，尤其是高真空环境。当前用于高真空的生长及测量设备主要有以下几种：(1)分子束外延(MBE，Molecular Beam Epitaxy)及各种蒸发设备；(2)磁控溅射设备；(3)激光辅助沉积设备；(4)化学气相沉积；(5)原子层沉积等；(6)基于表面表征的设备，包括：扫描隧道显微镜，原子力显微镜，X射线光电子能谱等；(7)微纳及低温设备。在这些生长和测量的仪器设备中，分子束外延设备尤为重要。包括分子束外延设备在内的高真空设备未来的发展主要有以下几个显著特征：(1)生长设备和测量设备的联合：对样品异质结的界面处的高平整度以及高纯净度的要求，以及各测量设备之间样品能够原位传输，希望采用真空互联的方法，以获得最佳的生长条件和最优质的薄膜；(2)标准化、自动化和智能化：互联装置带来的一个较大的问题是设备较多，且很多设备并不是采购于同一厂家，标准不是很统一；同时复杂的操作会给操作人员带来较大的负担，并增加培训和维修成本。因此标准化，自动化和智能化成为未来互联装置需要解决的问题；(3)折叠轻便及简单化：轻便化也是未来仪器主要的发展方向，由于现阶段互联仪器设备还较复杂，因此要求能在原有的机器上适当简化以获得最优化的实验方案，尤其是在互联的系统和设备较多，且实验室或工厂房间面积的限制情况下，未来的仪器将更趋向于灵活运用以及轻便化；(4)运用和组合的灵活化及网络化：互联设备绝大多数需要在真空环境下使用。仪器之间相互连接，并使样品原位传输于各腔体之间，从而避免了潜在的材料交叉污染问题，此外还可以充分利用生长设备之间的优势来创造更多的结构，如异质结，分层材料等。尤其是近些年比较流行的量子材料异质结。由于其构型和生长方式存在的明显差异，因此迫切需要这种互联的真空设施来完成材料的生长及表征。

[0003] 在现有的真空互联设备中，存在如下问题：一、真空互联装置占地面积大，为配合实现装置之间的互联使用，因此需要一间较大跨度的实验室或厂房来支撑；二、大互联装置不够灵活：尤其是以线性传输小车来传送样品的装置，小车的单向运动会极大程度降低传输样品的效率，尤其是当两台需要互联的设备放置在距离较远的位置，这样会极大程度地降低传样效率，同时传输负担也会增加小车脱轨的危险，致使整条样品传输管路停止工作。发明内容

[0004] (一)要解决的技术问题

[0005] 本公开提供了一种可分离式真空互联系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

[0006] (二)技术方案

[0007] 根据本公开的一个方面，提供了一种可分离式真空互联系统，包括：主互联管道；主互联固定装置，设置于主互联管道上；多个可移动的分体装置，该分体装置包含：移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、以及移动式真空泵车系统，其中，分体装置在主互联管道上可连接并拆卸，可与主互联固定装置之间进行组合连接和分离，同时多个分体装置可单独使用或两两任意组合连接构成一体化腔体使用；以及一体化的恒温台，用于在多个互联的分体装置之间或分体装置与主互联固定装置之间的样品原位、恒温传递。

[0008] 在本公开的一些实施例中，移动式高真空生长设备的真空范围介于1×10-6mbar～-101×10 mbar之间；移动式高真空生长设备包括：移动装置；迷你生长腔室，位于移动装置之上；加热台与分子束源、溅射源或激光脉冲沉积靶材，设置于迷你生长腔室内，提供材料生长的温度和材料源；连接机构，与迷你生长腔室相连，包含ISO快速连接口、快速抽气口和快速烘烤装置，其中，快速抽气口连接所述移动式真空泵车系统，利用所述移动式真空泵车系统抽取连接机构和迷你生长腔室的真空，快速烘烤装置对连接机构进行真空抽取并烘烤；
取样装置，与迷你生长腔室相连，与连接机构共轴，用于从主互联固定装置或其他分体装置取出样品至移动式高真空生长设备；以及复合离子泵，位于移动装置之上，与迷你生长腔室相连接，实现迷你生长腔室的高真空维持。

[0009] 在本公开的一些实施例中，移动式非高真空生长设备的真空范围介于1×10-2mbar～1bar之间；移动式非高真空生长设备包括：移动装置；生长装置，位于移动装置之上；气压平衡室，设置于生长装置与其他分体装置或主互联固定装置相连的一侧，用于降低相连的两个装置之间的真空差别，该气压平衡室包括样品存储装置、真空抽气口、以及放气装置，真空抽取和维持装置通过真空抽气口实现对气压平衡室的真空抽取和维持；连接机构，设置于气压平衡室与其他分体装置或主互联固定装置相连的一侧，包括：KF25快速连接口、ISO法兰接口、CF法兰接口和快速抽气口装置；以及取样装置，与连接机构同轴，用于从主互联固定装置或其他分体装置取出样品至移动式非高真空生长设备。

[0010] 在本公开的一些实施例中，移动式真空测量设备包括：移动装置；测量装置，位于移动装置之上；减震器，包含：焊接波纹管和减震气囊；连接机构，设置于测量装置与待测量设备的连接侧，包括CF35快速连接口和快速抽气口装置；以及取样装置，与连接机构同轴，位于该移动式真空测量设备与待测量设备的连接侧或相反的一侧。

[0011] 在本公开的一些实施例中，可分离式真空互联系统，还包括：便携样品邮寄真空室，用于将样品寄到国外或长距离携带使用，该便携样品邮寄真空室包含：支撑架；与真空阀门一体化的腔体，位于支撑架之上；主窗体，位于腔体之上，通过该主窗体可观察到整个腔体里面所有的部件以用于安全检查；以及外接的离子泵或吸附泵，用于维持腔体的真空。

[0012] 在本公开的一些实施例中，真空恒温样品传递小车，还包括：换托室，用于包含不同样品架的两个装置之间的样品传输。

[0013] 在本公开的一些实施例中，真空恒温样品传递小车，包括：长距离的移动装置或短距离的移动装置，其中长距离的移动装置的行走部上装有弹簧减震装置和充气橡胶轮胎；分离装置，设置于真空恒温样品传递小车的前端，在真空恒温样品传递小车无法整体进入待传样的环境时，将该分离装置从真空恒温样品传递小车分离并携带样品进入；传样腔室，位于分离装置之上，可随分离装置从长距离或短距离的移动装置上拆卸出来独立使用；温度控制和温度维持装置，位于传样腔室内，其上放置样品，包括加热台与低温台，用于维持样品在传输的过程中的特定温度，同时该加热台和低温台可用于构建一体化的恒温台，该恒温台能在不同的腔体之间传输，以实现在不同的腔体之间样品的恒温传输；不同的腔体包括移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备和移动式真空测量设备；传样装置，与传样腔室相连，用于样品在主互联固定装置或其他分体装置与传样腔室之间的传输；样品传输锁定机构，用于锁定样品以防止样品在传输的时候发生滑落；真空维持泵组，包括：
升华泵和离子泵，真空维持泵组与传样腔室相连，用于维持传样腔室中的真空介于：10-
6mbar～10-10mbar之间；其中，该真空恒温样品传递小车的真空维持泵组还能为移动式高真空生长设备、移动式真空测量设备、换托室、便携样品邮寄真空室提供需要的超高真空环境；以及前后左右对准机构和升降对准机构，设置于传样腔室与分离装置之间，实现传样腔室与进样室的对准。

[0014] 在本公开的一些实施例中，移动式真空泵车系统，用于实现移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、换托室或便携邮寄真空室从大气至真空状态的获得，包括：移动装置；机械泵、分子泵、电离硅，位于移动装置之上，以及连接机构，设置于移动式真空泵车系统与待抽真空的设备相连的一侧。

[0015] 在本公开的一些实施例中，移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、以及移动式真空泵车系统中的移动装置上设有升降装置，该移动装置的运动模式主要包括机械式和自动化式两种模式，所述机械式的移动装置利用手动进行升降装置的操作和运动；自动化式的移动装置为一按照预定路线进行寻迹移动的自动控制小车和自动化的升降装置。

[0016] 在本公开的一些实施例中，移动式高真空生长设备包含如下设备中的一种或几种：移动式MBE分子束外延设备、移动式磁控溅射设备、以及移动式脉冲激光沉积设备；和/或移动式非高真空生长设备包含如下设备或系统中的一种或几种：移动式化学气相沉积设备、分离式手套箱、移动式样品转移系统、以及分离式样品解离系统；和/或移动式真空测量设备包含如下系统中的一种或几种：室温扫描隧道或原子力显微系统；便携式能谱测量系统；固定式测量系统中的样品转移平台；和/或主互联固定装置包括：一台或多台固定式的真空生长或测试装置、蝶形样品传输和分配装置、以及线性传输和分配装置。

[0017] (三)有益效果

[0018] 从上述技术方案可以看出，本公开提供的可分离式真空互联系统，具有以下有益效果：

[0019] (1)该可分离式真空互联系统中的多个可移动的分体装置在主互联管道上可连接并拆卸，可与主互联固定装置之间进行组合连接和分离，同时多个分体装置可单独使用或两两任意组合连接构成一体化腔体使用，可根据实验需要以及现场空间分布情况对材料生长、测试以及样品传递的设备进行针对性的调整，灵活方便，且各个分体装置的占地面积小，对室内空间和承重的需求较小，具有较好的安全性；

[0020] (2)分体装置包含：移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、以及移动式真空泵车系统；可利用移动式高真空生长设备与移动式非高真空生长设备实现材料在不同生长方法下的制备；真空恒温样品传递小车用于在不同的真空互联设备或系统之间传递样品，与一般的真空箱不同，其主要特点在于可以长距离运输，具有自动化行进功能；小车上的一体化的恒温台可以在多个腔室之间保持温度恒定的传递样品，小车上的真空维持泵组的离子泵还可以作为其它腔体辅助的超高真空泵使用；

[0021] (3)移动式真空泵车系统中的机械泵、分子泵可在其他分体装置之间实现共享，实现各分体装置从大气至真空状态的真空获得，由于移动式高真空生长设备和移动式真空测量设备对分子泵和机械泵的依赖较低，因此使用一台移动式的真空泵车即可满足上述分体装置的初级真空，极大程度降低了整套互联系统的成本；

[0022] (4)一体化的恒温台用于在两个分体装置或者分体装置与主互联固定装置相连接后在相连接的两个装置中进行样品原位、恒温传递，样品在一个设备中生长完成后不需要降温或升温就能直接传递到另一个设备中，可减小异质结材料的生长时间，又可以实现加热原位生长；

[0023] (5)真空恒温样品传递小车内部设置有换托室，使样品在不同设备之间传递时实现不同设备之间样品架的兼容，实现不同厂家仪器设备之间的互联和兼容效果，增强了真空互联系统的网络化和便捷性；

[0024] (6)该可分离式真空互联系统还包括便携样品邮寄真空室，该便携样品邮寄真空室在使用时将其连接到分体装置或主互联固定装置中，取出实验用的样品并携带样品寄到国外或长距离运输，体积小，有助于整箱运输，节约运输成本，且主窗体的设置方便进行安全检查，可实现样品的跨国运输；

[0025] (7)该可分离式真空互联系统占地面积小，且不需要长距离大尺度范围的传输线设置，大幅度降低了制造成本。附图说明

[0026] 图1为根据本公开一实施例所示的可分离式真空互联系统的结构示意图。

[0027] 图2为根据本公开一实施例所示的可分离式真空互联系统的使用示意图，其中，(a)图为分离组合前的状态；(b)图为分离组合后的状态。

[0028] 图3为根据本公开一实施例所示的两个移动式高真空生长设备之间的互联情况。

[0029] 图4为根据本公开一实施例所示的移动式高真空生长设备的结构示意图，其中，(a)图为俯视图，(b)图为左视图。

[0030] 图5为根据本公开一实施例所示的移动式非高真空生长设备的结构示意图，其中，(a)图为俯视图，(b)图为左视图。

[0031] 图6为根据本公开一实施例所示的移动式真空测量设备的结构示意图，其中，(a)图为俯视图，(b)图为左视图。

[0032] 图7为根据本公开一实施例所示的真空恒温样品传递小车的结构示意图，其中，(a)图为俯视图，(b)图为左视图。

[0033] 图8为根据本公开一实施例所示的真空恒温样品传递小车的实物结构示意图。

[0034] 图9为根据本公开一实施例所示的换托室的结构和使用示意图，其中，(a)图为真空恒温样品传递小车在换托室内将样品传递至STM设备；(b)图为真空恒温样品传递小车将样品传递至XPS设备。

[0035] 图10为根据本公开一实施例所示的换托样品架的立体结构示意图。

[0036] 图11为根据本公开一实施例所示的真空恒温样品传递小车中换托样品架、锁定装置、恒温台的低温传导装置等的位置示意图。

[0037] 【符号说明】

[0038] 1-主互联管道； 2-主互联固定装置；

[0039] 3-移动式高真空生长设备； 4-移动式非高真空生长设备；

[0040] 5-移动式真空测量设备； 6-真空恒温样品传递小车；

[0041] 7-移动式真空泵车系统； 8-便携样品邮寄真空室；

[0042] 3a-第一移动式高真空生长设备；

[0043] 3b-第二移动式高真空生长设备；

[0044] 31-迷你生长腔室； 32-加热台；

[0045] 33-分子束源； 34-ISO快速连接口；

[0046] 35-快速抽气口； 36-移动装置；

[0047] 37-复合离子泵； 38-取样装置；

[0048] 41-移动装置； 42-生长装置；

[0049] 43-气压平衡室； 44-真空抽取和维持装置；

[0050] 45-连接机构； 46-取样装置；

[0051] 51-移动装置； 52-测量装置；

[0052] 53-减震器； 54-连接机构；

[0053] 55-取样装置；

[0054] 61-传样腔室； 62-传样装置；

[0055] 63-样品传输锁定机构； 64-真空维持泵组；

[0056] 65-温度控制和温度控制装置；

[0057] 66-前后左右对准机构； 67-升降对准机构；

[0058] 68-长距离/短距离的移动装置；

[0059] 69-分离装置；

[0060] 610-换托室； 611-换托室抽气装置；

[0061] 501-扫描隧道显微镜STM； 502-X射线光电子能谱XPS；

[0062] 521-XPS传样机构； 522-XPS传样机构的抽气装置；

[0063] 523-XPS样品托； 513-STM样品架；

[0064] 9-换托样品架； 95-恒温台的低温传导装置。

具体实施方式

[0065] 本公开提供了一种可分离式真空互联系统，该可分离式真空互联系统包括：主互联管道、主互联装置、多个可移动的分体装置、以及一体化的恒温台，多个可移动的分体装置在主互联管道上可连接并拆卸，可与主互联固定装置之间进行组合连接和分离，同时多个分体装置可单独使用或两两任意组合连接构成一体化腔体使用，可根据实验需要以及现场空间分布情况对材料生长、测试以及样品传递的设备进行针对性的调整，灵活方便，且各个分体装置的占地面积小，对室内空间和承重的需求较小，具有较好的安全性；并且实现原位样品传递、样品在特定温度下的长距离运输以及跨国运输；还实现了不同设备之间样品架的兼容，从而使不同厂家仪器设备之间的达到互联和兼容效果，增强了超真空互联仪器的网络化和便捷性；不需要长距离大尺度范围的传输线设置，大幅度降低了制造成本。

[0066] 为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

[0067] 在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种可分离式真空互联系统。

[0068] 图1为根据本公开一实施例所示的可分离式真空互联系统的结构示意图。

[0069] 参照图1所示，本公开的可分离式真空互联系统，包括：主互联管道1；主互联固定装置2，设置于主互联管道1上；多个可移动的分体装置，该分体装置包含：移动式高真空生长设备3、移动式非高真空生长设备4、移动式真空测量设备5、真空恒温样品传递小车6、以及移动式真空泵车系统7，其中，该分体装置在主互联管道上可连接并拆卸，可与主互联固定装置之间进行组合连接和分离，同时多个分体装置可单独使用或两两任意组合连接构成一体化腔体使用；以及一体化的恒温台，用于在两个互联的分体装置之间或分体装置与主互联固定装置之间的样品原位、恒温传递。

[0070] 更进一步，该可分离式真空互联系统还包括：便携样品邮寄真空室8，用于将样品寄到国外或长距离携带使用。

[0071] 其中，每个分体装置中均具有独立的真空维持系统、自烘烤处理系统、以及样品传输系统。

[0072] 下面结合附图，对本实施例中可分离式真空互联系统及其各个部分进行详细介绍。

[0073] 本实施例中，主互联固定装置2包括但不限于：一台或多台固定式的真空生长或测试装置、蝶形样品传输和分配装置、以及线性传输和分配装置等。

[0074] 本实施例中，移动式高真空生长设备3包含但不限于如下设备中的一种或几种：移动式分子束外延设备、移动式磁控溅射设备、以及移动式脉冲激光沉积设备等。

[0075] 本实施例中，移动式非高真空生长设备4包含但不限于如下设备或系统中的一种或几种：移动式化学气相沉积设备、分离式手套箱、移动式样品转移系统、以及分离式样品解离系统等。

[0076] 本实施例中，移动式真空测量设备5包含但不限于如下系统中的一种或几种：室温扫描隧道或原子力显微系统；便携式能谱测量系统；固定式测量系统中的样品转移平台等。

[0077] 本公开中，多个可移动的分体装置在主互联管道上可连接并拆卸，可与主互联固定装置之间进行组合连接和分离，同时多个分体装置可单独使用或两两任意组合连接构成一体化腔体使用，图1中示意了一种使用情况：移动式高真空生长设备3与主互联管道1连接，实现与主互联固定装置2之间的组合连接使用，当然该移动式高真空生长设备3可以从主互联管道1上拆卸下来单独使用；移动式非高真空生长设备4与主互联管道1连接，实现与主互联固定装置2之间的组合连接使用，当然该移动式非高真空生长设备4可以从主互联管道1上拆卸下来单独使用；移动式真空测量设备5与主互联管道1连接，实现与主互联固定装置2之间的组合连接使用，当然该移动式真空测量设备5可以从主互联管道1上拆卸下来单独使用；两个移动式高真空生长设备3组合连接构成一体化腔体使用；真空恒温样品传递小车6与移动式真空生长设备3连接，进行样品远距离或近距离传递；移动式真空泵车系统7与移动式高真空生长设备3连接；便携样品邮寄真空室8与主互联管道1连接，将样品寄到国外或长距离携带使用。

[0078] 分体装置与主互联管道分离组合前后的情况参照图2所示，图2中(a)和(b)分别为移动设备分离组合前后的情况。可见，多个可移动的分体装置在主互联管道上可连接并拆卸，可与主互联固定装置之间进行组合连接和分离，同时多个分体装置可单独使用或两两任意组合连接构成一体化腔体使用。

[0079] 图3示意了两个移动式高真空生长设备之间的互联情况，对应图1中最右侧的部分，即两个移动式高真空生长设备3组合连接构成一体化腔体使用的情形，第一移动式高真空生长设备3a和第二移动式高真空生长设备3b组合连接构成一体化腔体，一体化的恒温台可用于在该一体化腔体之间进行样品原位、恒温传递，图中并未示意一体化的恒温台。

[0080] 本公开的一体化的恒温台，可以和真空恒温样品传递小车6一起使用，也可以单独拿出使用，该一体化的恒温台用于在多个互联的分体装置之间或分体装置与主互联固定装置之间的样品原位、恒定温度的传递。样品在一个设备中生长完成后不需要降温或升温就能直接传递到另一个设备中，可减小异质结材料的生长时间，又可以实现加热原位生长。

[0081] 一体化的恒温台可在不同的腔体之间进行样品原位、恒温传输，本实施例中，不同的腔体包括移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备和移动式真空测量设备。

[0082] 图4为根据本公开一实施例所示的移动式高真空生长设备的结构示意图，其中，(a)图为俯视图，(b)图为左视图。

[0083] 移动式高真空生长设备3的真空范围介于1×10-6mbar～1×10-10mbar之间。本实施例中，以移动式分子束外延(MBE)设备作为移动式高真空生长设备3的一个示例，其他移动式高真空生长设备的材料源进行相应的替换即可。

[0084] 参照图4中(a)、(b)图所示，本公开的移动式高真空生长设备3包括：移动装置36；迷你生长腔室31，位于移动装置36之上；加热台32与分子束源33、溅射源或脉冲激光沉积(PLD)靶材(分别对应为磁控溅射的材料源和脉冲激光沉积的材料源)，设置于迷你生长腔室31内，提供材料生长的温度和材料源；连接机构，与迷你生长腔室31的一侧相连，包含ISO快速连接口34、快速抽气口35和快速烘烤装置，其中，快速抽气口35连接所述移动式真空泵车系统8，利用所述移动式真空泵车系统8抽取连接机构和迷你生长腔室31的真空，快速烘烤装置对连接机构进行真空抽取并烘烤；取样装置38，与迷你生长腔室31的另一侧相连，与连接机构共轴，用于从主互联固定装置2或其他分体装置取出样品至移动式高真空生长设备3；以及复合离子泵37，位于移动装置36之上，与迷你生长腔室31相连接，实现迷你生长腔室31的高真空维持。

[0085] 本实施例中，移动式MBE设备的迷你生长腔室31体积小、使用灵活，且可以独立进行抽取、进样和烘烤，一般采用三蒸发源的腔体设计模式。

[0086] 本实施例中，加热台32和分子束源33，设置于迷你生长腔室31中，提供材料外延生长的温度和分子束源，采用正常分子束外延的加热台和分子束源炉。由于分子束源和加热台属于精密装置，因此在移动过程中需格外注意减震，可以采用汽车中的弹簧减震以避免不必要的损坏。在迷你生长腔室31中还包括常规的样品和灯丝固定装置等，这里不作赘述。

[0087] 本实施例中，参照图4中(b)所示，连接机构与迷你生长腔室31的左侧相连，包含ISO快速连接口34、快速抽气口35和快速烘烤装置。连接机构形成中转腔室，可用于两个迷你生长腔室之间的连接，其中，移动式MBE设备之间的腔体连接可以采用普遍的连接方式，即通过抽取中转腔室的真空，然后开启闸板阀以实现装置的互联和样品的传输。中转腔室与两边的MBE腔室由闸板阀连接，中转腔室由连接分子泵的阀门进行抽气控制，连接口采用CF法兰或ISO法兰以用于快速传样使用。

[0088] 快速烘烤装置是为了实现设备互联连接后能够快速达到传样需要的真空度而设置的，本实施例中，快速烘烤装置可以是碘钨灯。在ISO快速连接口34处配有迷你升华泵、真空电离规、以及快速烘烤用的碘钨灯等实现真空的测量和维持。

[0089] 移动装置36，用于实现分离式超高真空设备3的移动。移动装置36上设有升降装置，升降装置可实现分离式超高真空设备3中迷你生长腔室位置的上下调整，便于与其他装置或设备实现对接，该移动装置36的运动模式主要包括机械式和自动化式两种模式，机械式的移动装置利用手动进行升降装置的操作和运动；自动化式的移动装置为一按照预定路线进行寻迹移动的自动控制小车和自动化的升降装置。本实施例中，机械式主要由一台可移动式的升降平台组成，成本较低，需要人工进行移动操作，机械式的移动装置由图4中(b)的升降装置37进行示意。自动化式可采用将平台加入寻轨迹小车，实现在同一楼层内传递，也可以使用汽车进行园区内的传输，并且可加入视觉识别系统以增加系统的实用性。

[0090] 复合离子泵37，位于移动装置36之上，与迷你生长腔室31相连接，实现迷你生长腔室31的高真空维持。

[0091] 本实施例中，参照图4中(b)所示，取样装置38与迷你生长腔室31的右侧相连，与连接机构共轴，用于从主互联固定装置2或其他分体装置取出样品至移动式高真空生长设备3。取样装置38中包含独立的取样/进样室和可分离式传样杆，独立的取样/进样室与迷你生长腔室31可组装连接或脱离，在其它实施例中，独立的取样/进样室通过ISO快速连接口34与迷你生长腔室相连，该取样/进样室与连接机构共同构成中转腔室，并可再与其他需要组装的仪器设备进行连接，实现样品的传送，使用灵活；可分离式传样杆进行样品的传递。多台移动式高真空生长设备之间可以共享独立的取样/进样室，极大程度降低了互联系统的成本。

[0092] 下面以一个具体的实例来介绍移动式MBE设备的使用方法。

[0093] 首先，根据现阶段的实验需求进行蒸发材料的选择和安装，完成后利用包含机械泵和分子泵的移动式真空泵车系统对移动式MBE设备的迷你生长腔室进行真空抽取并烘烤；烘烤结束后利用升华泵和离子泵维持MBE迷你生长腔室内的腔体真空，关闭迷你生长腔室和进样室之间的闸板阀后，迷你生长腔室可以和进样室之间脱离，并且移动式MBE设备在行进的过程中可利用移动电源、充电宝、车载电源等维持真空。移动式MBE设备制备样品和退火等过程与传统的MBE设备操作相同，在此不做具体叙述。

[0094] 移动式MBE设备之间可以互相传递样品，通过连接机构形成中转腔室或者通过连接机构和独立的取样/进样室共同构成中转腔室，从而实现两个迷你生长腔室之间的连接，并进行样品的传递；移动式MBE设备也可与主互联固定装置2连接来传递样品。

[0095] 本公开的移动式高真空生长设备具有如下优点：

[0096] 1、可以迅速连接需要开展生长研究的腔体，避免没有必要的传输以增加运输成本和人力资源成本，大大降低了传输线的运输压力，从而减小仪器损坏；

[0097] 2、分离的部分在进行连接烘烤以后，真空可能优于传输线的本底真空，可以避免样品在其中一个腔体生长后表面因长距离传输所导致的污染；

[0098] 3、直连式的设计可以保证样品传输保持在高温或低温环境，这样可以无需将样品降至室温，因此减少了可能的样品损坏，实现同一生长温度下的实验，而这方面传统的线性传输装置很难实现；

[0099] 4、可任意组合需要的腔体，大大增加了制备样品的灵活性。

[0100] 图5为根据本公开一实施例所示的移动式非高真空生长设备的结构示意图，其中，(a)图为俯视图，(b)图为左视图。

[0101] 移动式非高真空生长设备4的真空范围介于1×10-2mbar～1bar之间。本实施例中，以移动式化学气相沉积(CVD)设备作为移动式非高真空生长设备4的示例。

[0102] 参照图5中(a)、(b)图所示，本公开的移动式非高真空生长设备4包括：移动装置41；生长装置42，位于移动装置41之上；气压平衡室43，设置于生长装置与其他分体装置或主互联固定装置相连的一侧，用于降低相连的两个装置之间的真空差别，该气压平衡室包括：样品存储装置、真空抽气口和放气装置，真空抽取和维持装置44通过真空抽气口对该气压平衡室实现真空抽取和维持；连接机构45，设置于气压平衡室与其他分体装置或主互联固定装置相连的一侧，包括：KF25快速连接口、ISO法兰接口、CF法兰接口和快速抽气口装置；以及取样装置46，与连接机构同轴，用于从主互联固定装置或其他分体装置取出样品至移动式非高真空生长设备。

[0103] 由于移动式高真空生长设备或样品传送小车的内部气压均为高真空甚至超高真空，而移动式非高真空生长设备的内部气压为低真空，那么移动式高真空生长设备或样品传送小车与移动式非高真空生长设备二者之间的压力差较大，因此在进行互联使用的时候需要降低真空的极差，采用的互联装置中包括气压平衡室，并在气压平衡室设有一个样品存储装置、真空抽气口、以及放气装置。在差真空区域，将样品传至气压平衡室的样品存储装置，然后关闭阀门。利用真空抽取和维持装置的泵体将气压平衡室的真空抽至高真空。再打开高真空端的阀门进行样品传输。气压平衡室最主要的作用是保持气压的平衡，以防止超高真空端的区域放置于大气中。在气压平衡室中，包含：差分抽气口、专用的CVD和超高真空转换设备。

[0104] 移动式非高真空生长设备4中的移动装置上设有升降装置，升降装置可实现移动式非高真空生长设备中生长装置位置的上下调整，便于与其他装置或设备实现对接，该移动装置的运动模式主要包括机械式和自动化式两种模式，机械式的移动装置利用手动进行升降装置的操作和运动；自动化式的移动装置为一按照预定路线进行寻迹移动的自动控制小车和自动化的升降装置。本实施例中，机械式主要由一台可移动式的升降平台组成，成本较低，需要人工进行移动操作。自动化式可采用将平台加入寻轨迹小车，实现在同一楼层内传递，也可以使用汽车进行园区内的传输，并且可加入视觉识别系统以增加系统的实用性。

[0105] 图6为根据本公开一实施例所示的移动式真空测量设备的结构示意图，其中，(a)图为俯视图，为了突出示意一些结构，省略了其他结构；(b)图为左视图。

[0106] 本实施例中，移动式真空测量设备5包括：移动装置51；测量装置52，位于移动装置之上；减震器53，包含：焊接波纹管和减震气囊；连接机构54，设置于测量装置与待测试装置的连接侧，包括CF35快速连接口和快速抽气口装置；以及取样装置55，与连接机构同轴，位于该移动式真空测量设备与待测量设备的连接侧或相反的一侧。

[0107] 移动式真空测量设备5中的移动装置上设有升降装置，升降装置可实现移动式真空测量设备5位置的上下调整，便于实现与其他装置或设备的对接，该移动装置的运动模式主要包括机械式和自动化式两种模式，机械式的移动装置利用手动进行升降装置的操作和运动；自动化式的移动装置为一按照预定路线进行寻迹移动的自动控制小车和自动化的升降装置。本实施例中，机械式主要由一台可移动式的升降平台组成，成本较低，需要人工进行移动操作。自动化式可采用将平台加入寻轨迹小车，实现在同一楼层内传递，也可以使用汽车进行园区内的传输，并且可加入视觉识别系统以增加系统的实用性。

[0108] 图7为根据本公开一实施例所示的真空恒温样品传递小车的结构示意图，其中，(a)图为俯视图，(b)图为左视图。

[0109] 参照图7中(a)、(b)所示，本公开的真空恒温样品传递小车6，包括：长距离的移动装置或短距离的移动装置68，其中长距离的移动装置的行走部上装有弹簧减震装置和充气橡胶轮胎；分离装置69，设置于真空恒温样品传递小车6的前端，在真空恒温样品传递小车6无法整体进入待传样的环境时，将该分离装置69从真空恒温样品传递小车6分离并携带样品进入；传样腔室61，位于分离装置69之上，可随分离装置69从长距离或短距离的移动装置68上拆卸出来独立使用；温度控制和温度维持装置65，位于传样腔室61内，其上放置样品，包括加热台与低温台，用于维持样品在传输的过程中的特定温度；同时加热台和低温台可以用于构建一体化的恒温台，该恒温台可以在不同的腔体之间传输，以实现在不同的腔体之间同一温度下的样品传输；温度维持装置，包括液氮，用于维持传样腔室的特定温度；传样装置62，与传样腔室61相连，用于样品在主互联固定装置或其他分体装置与传样腔室61之间的传输；样品传输锁定机构63，用于锁定样品以防止样品在传输的时候发生滑落；真空维持泵组64，与传样腔室61相连，用于维持传样腔室的超高真空度要求：10-6mbar～10-
10mbar；真空测量和维持装置，实现传样腔室的真空维持和测量；前后左右对准机构66和升降对准机构67，设置于传样腔室61与分离装置69之间，实现传样腔室61与进样室的对准。

[0110] 本公开中的真空恒温样品传递小车6与一般的真空传样盒子有所不同，其主要特点在于可以长距离或短距离运输，具有自动化行进功能，一体化的恒温台可以使样品保持在特定温度下运输，同时还可以将恒温台在不同的腔体之间使用。本实施例中，不同的腔体包括移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备和移动式真空测量设备。此外，该该真空恒温样品传递小车还可以作为单独的离子泵泵车使用，为其它移动式真空设备提供辅助超高真空抽取。

[0111] 图8为根据本公开一实施例所示的真空恒温样品传递小车的实物结构示意图。

[0112] 下面详细介绍本实施例中真空恒温样品传递小车6的特点。

[0113] 参照图7和图8所示，本实施例中，真空恒温样品传递小车6中包含位于移动装置68之上的主体车和分离装置69，主体车可用于样品长距离或短距离传输，并且具有自动化行进的功能，相较于现有的真空传样盒子来说，具有长距离特定温度运输的优势，尤其是同一个地区不同实验室之间的传输，由于带有长期维持真空的真空维持泵组64，以及温度控制和温度维持装置65可以维持样品在高/低温下的传输，因此，该真空恒温样品传递小车6能够保证样品进行长距离、特定温度的传输。这里的真空维持泵组64以离子泵作为示例，参照图7中(b)所示，将离子泵放在主体车中。同时，该真空恒温样品传递小车6还可以通过分离装置在较小面积的房间实现样品传送，由于分离装置69占地面积小，将传样腔室61设置于分离装置69之上，在真空恒温样品传递小车6无法整体进入待传样的环境时，将传样腔室61随着分离装置69从主体车上分离，样品传送过程方便。

[0114] 真空恒温样品传递小车6的用电主要是利用不间断电源(UPS)供给，长距离传递样品需要对真空维持泵组64中的离子泵进行供电。

[0115] 真空恒温样品传递小车6的内部有加热台和低温台两种温度控制和温度维持装置65，并配有热偶监控。本实施例中，加热台使用钨丝构造，低温台由液氦恒温管构成。

[0116] 真空测量和维持装置，实现传样腔室的真空维持和测量；本实施例中，采用移动式真空泵车系统7实现对真空恒温样品传递小车6中传样腔室61的真空测量和维持。

[0117] 为适应不同进样室的要求，真空恒温样品传递小车6具有辅助支撑、具有升降功能、前后左右能精确对准并连接腔体的前后左后对准机构66和升降对准机构67，采用前后左右对准机构66和升降对准机构67实现传样腔室61与进样室的对准。在本实施例中，传样腔室61位于真空恒温样品传递小车6的头端，且可以上下移动，前后左右进行微调，以适用于腔体的对准与样品传递。

[0118] 长距离的移动装置或短距离的移动装置68，用于真空恒温样品传递小车6的长距离或短距离运输。长距离的移动装置位于真空恒温样品传递小车6的最底层，配有减震机构和橡胶轮等，适用于不同实验室之间的传输。短距离的移动装置设置于分离装置69底部，包含四个活动轮，可以在较狭窄的实验室内灵活移动。

[0119] 移动装置68上设有升降装置，升降装置可实现真空恒温样品传递小车6上传样腔室位置的上下调整，便于进行样品传送的对接，该移动装置68的运动模式主要包括机械式和自动化式两种模式，机械式的移动装置利用手动进行升降装置的操作和运动；自动化式的移动装置为一按照预定路线进行寻迹移动的自动控制小车和自动化的升降装置。本实施例中，机械式主要由一台可移动式的升降平台组成，该升降平台下方包含一前后左右对准机构66和升降对准机构67，成本较低，需要人工进行移动操作。自动化式可采用将平台加入寻轨迹小车，实现在同一楼层内传递，也可以使用汽车进行园区内的传输，并且可加入视觉识别系统以增加系统的实用性。

[0120] 该真空恒温样品传递小车6还包括换托室610，用于连接包含不同样品架的两个装置。换托室主要用于不同的仪器设备之间，该换托室是基于不同仪器设备之间的样品架不同所针对性进行制造的，为用于转换样品架的腔室，实现不同仪器设备之间样品架的兼容，从而实现不同厂家仪器设备之间的互联和兼容效果，增强了超真空互联仪器的网络化和便捷性。

[0121] 图9为根据本公开一实施例所示的换托室的结构和使用示意图，其中，(a)图为真空恒温样品传递小车在换托室内将样品传递至STM设备；(b)图为真空恒温样品传递小车将样品传递至XPS设备。

[0122] 图10为根据本公开一实施例所示的换托样品架的立体结构示意图。

[0123] 图11为根据本公开一实施例所示的真空恒温样品传递小车中换托样品架、锁定装置、恒温台的低温传导装置等的位置示意图。

[0124] 参照图9中(a)、(b)所示，本实施例中，真空恒温样品传递小车6实现样品在扫描隧道显微镜STM 501和X射线光电子能谱XPS 502这两个设备之间的传递，参照图10所示，由于扫描隧道显微镜STM 501具有插入式的STM样品架513，而X射线光电子能谱XPS 502具有圆形的XPS样品托523，二者尺寸不匹配，因此，在换托室610中需要转换托实现两个样品架相互之间的样品转换，换托样品架的立体结构如图10所示。结合图9中(a)、(b)所示，换托室610位于真空恒温样品传递小车6和样品台之间的连接处，换托室610中设置有抓取器和临时存放平台，在换托室610内，利用抓取器通过插入或堆叠的方式将STM样品架513置于XPS样品托523之上，然后放于临时存放平台，实现样品从扫描隧道显微镜STM 501到真空恒温样品传递小车6的传递，样品传递过程中，利用样品传输锁定机构63固定样品，参照图11所示，并且利用温度控制和温度维持装置65实时监测并控制样品在传输过程中的温度，本实施例中，利用低温传导装置保持样品的低温，在图11中示意了恒温台的低温传导装置95。然后将样品传送小车6内的样品传送至X射线光电子能谱XPS 502中。整个样品的传输过程是在预定真空中进行的，图9中(a)、(b)还示意了换托室抽气装置611、XPS传样机构521和XPS传样机构的抽气装置522。

[0125] 移动式真空泵车系统7，用于实现移动式高真空生长设备、移动式非高真空生长设备、移动式真空测量设备、真空恒温样品传递小车、换托室、便携邮寄真空室从大气至真空状态的获得，本实施例中，移动式真空泵车系统，包括：移动装置；机械泵、分子泵、电离硅，位于移动装置之上，以及连接机构，设置于移动式真空泵车系统与待抽真空的设备相连的一侧。

[0126] 移动式真空泵车系统的移动装置上设有升降装置，升降装置可实现移动式真空泵车系统位置的上下调整，以实现和真空抽气口的对接，该移动装置的运动模式主要包括机械式和自动化式两种模式，机械式的移动装置利用手动进行升降装置的操作和运动；自动化式的移动装置为一按照预定路线进行寻迹移动的自动控制小车和自动化的升降装置。

[0127] 移动式真空泵车系统7可用于移动式高真空生长设备3、移动式非高真空生长设备4、移动式真空测量设备5和真空恒温样品传递小车6的真空测量和维持，其移动性和可调整高度的特点使其可以在上述多个设备之间实现共享，有效节约了成本。

[0128] 在一优选实施例中，可分离式真空互联系统，还包括：便携样品邮寄真空室，用于将样品寄到国外或长距离携带使用，相较于真空恒温样品传递小车来说，便携移动室适用于更远距离传输，比如不在同一个地区或国家之间的样品传输。由于运输过程中对液体和电源等物品的限制。因此无法进行离子泵的维持，因此该便携样品邮寄真空室的真空度只能维持在10-5mbar～10-6mbar的范围。

[0129] 根据运输的特点，该便携样品邮寄真空室包含：支撑架；与真空阀门一体化的腔体，位于支撑架之上；主窗体，位于腔体之上，通过该主窗体可观察到整个腔体里面所有的部件以用于安全检查；以及外接的离子泵或吸附泵，用于维持腔体的真空。

[0130] 样品在装回腔体或长期不用的情况下都需要通过角阀进行抽气，安装时应装回真空恒温样品传递小车，利用真空恒温样品传递小车进行样品的取放。

[0131] 便携移动室有以下几个方面的特点：第一，通过观察窗口可看入内部，这样在传输过程中易快速通过安检，避免不必要的放气检查；第二，仅有一个阀门和一个腔体组成，腔体中带有一个样品架，这种设计可以大幅度减轻重量，降低来回运输的成本，同时配件的成本较低，运输过程中的遗失可以尽量避免不必要的损失。

[0132] 特别说明的是，真空恒温样品传递小车的真空维持泵组还能为移动式高真空生长设备、移动式真空测量设备、换托室、便携样品邮寄真空室提供需要的超高真空环境。

[0133] 下面以一个具体实例来说明该可分离式真空互联系统可根据具体实验需要进行灵活调整和安排。

[0134] 在一实例中，主互联固定装置包括以下主腔室：一台STM腔室，一台MBE腔室，一台LEED腔室和一台互联中转腔室和制样室，分体装置包括：移动式MBE设备，包含两个迷你生长腔室；以及真空恒温样品传递小车。其中，移动式MBE设备共有两个小型的互联腔室，第一迷你生长腔室可同时蒸镀三种材料，由离子泵维持真空，真空度可到5×10-10mbar；第二迷你生长腔室由分子泵维持真空，真空度可达到5×10-7mbar，可同时蒸发两种材料。移动式MBE设备可以升降高度，依据需要和主互联真空管道进行连接，或者实现和主腔室的连接。两个迷你生长腔室之间具有共同的一体化的恒温台来传输样品，通过一体化的恒温台来保证材料的生长处于相同的温度，有利于混合式异质结或合金材料的生长。

[0135] 样品的传递使用CF法兰，这样可以充分保证样品的纯度并不受污染。在一实例中，真空恒温样品传递小车中的传样腔室的真空度约在7×10-10mar，样品的温度可降至100K左右，加热的温度可维持在200℃的范围，低温可以维持在100K左右。CVD管式炉设备通过金属接合器连接气压平衡室阀门，并与互联装置的阀门连接。气压平衡室的真空一般设置在7×10-8mbar～1×10-1mbar之间，通过原位的冷阴极真空计进行观测。CVD设备之间也可以相互连接以实现异质结材料的生长。

[0136] 本公开的可分离式真空互联系统，与现有的超真空互联装置相比，具有如下优点：

[0137] 1)使用非常灵活：由于样品之间距离可以通过直连腔体的设计进行连接，因此在课题中常用样品的制备腔室连接较短，且可以根据实验的需要进行适当的排列组合，从而实现高效率的生长。此外课题结束以后可以根据实际的需要将腔体分散，在下一课题时进行重新的安装组合。

[0138] 2)占地面积极小：由于采用的是分体装置互相组合形成互联系统，为保证分体装置各腔体之间能组合和分离，腔体的体积要求比较小以便于移动，同时控制器等也随机器一起搬离。

[0139] 3)兼顾下游的加工和测试，实现微纳一体化：可分离式真空互联系统除了可以连接生长的设备外，还可以连接到测试的真空管路和其它纳米加工的管路线上，由于仪器采用就近原则，因此大幅度提高原有互联系统的使用效率。

[0140] 4)制造简单，成本低，兼容性强：由于腔体较小且不需要传输线装置，可以大幅度降低制造成本；此外由于本公开的传样设计可以兼容其它的样品架板，因此可以在不同的厂家仪器之间实现互联。

[0141] 5)从具体实验的角度出发，针对性强：由于针对具体实现对真空恒温样品传递小车进行组装，因此实验的针对性强，同时可以依据实验的现实发展随机调整仪器的分布。

[0142] 综上所述，本公开提供了一种可分离式真空互联系统，该可分离式真空互联系统包括多个互联、可移动的分体装置，多个分体装置之间可组合连接、可分离分体装置占地面积小，对于空间和承重的需求减小，具有较好的安全性；分体装置之间的连接灵活，能够根据实验需要进行针对性的重组连接以及调整仪器的分布，使用方便；由于腔体较小且不需要传输线装置，可以大幅度降低制造成本；样品传送小车内部设置有换托室，使样品在不同设备之间传递时实现不同设备之间样品架的兼容，实现不同厂家仪器设备之间的互联和兼容效果，增强了超真空互联仪器的网络化和便捷性；该可分离式真空互联系统可根据现有的真空仪器或传输线进行改造，除了可以连接生长的设备外，还可以连接到测试的真空管路和其它纳米加工的管路线上，兼顾下游的加工和测试，实现微纳一体化，由于仪器采用就近原则，因此大幅度提高原有互联系统的使用效率，有效避免了资源浪费、提高仪器使用率。更进一步，该可分离式高真空互联系统还包括便携样品邮寄真空室，该便携样品邮寄真空室在使用时将其连接到分体装置或主互联固定装置中，取出实验用的样品并携带样品寄到国外或长距离运输，体积小，有助于整箱运输，节约运输成本，且主窗体的设置方便进行安全检查，可实现样品的跨国运输；该可分离式真空互联系统还包括一体化的恒温台，该一体化的恒温台用于在两个分体装置或者分体装置与主互联固定装置相连接后在相连接的两个装置中进行样品的原位、恒温传递，样品在一个设备中生长完成后不需要降温或升温就能直接传递到另一个设备中，可减小异质结材料的生长时间，又可以实现加热原位生长；此外，多台移动式高真空生长设备之间可以共享独立的取样/进样室，多个分体装置可以共享移动式真空泵车系统实现真空维持和测量，极大程度降低了互联系统的成本。

[0143] 需要说明的是，图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容，在一些附图中，为了清楚、突出示意某些结构，将一些其他结构进行省略。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

[0144] 说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

[0145] 再者，单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

[0146] 以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

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可分离式真空互联系统

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