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众人回到控制室,罗阳坐到其中一台电脑前,说道:
“测你们这种薄膜样品,X射线要以近乎水平的角度射到硅片的边缘。
需要保证每次测试时,刚好有一半的X射线被硅片挡住,另一半X射线则照射到样品表面,与样品发生作用,产生衍射信号,最终被信号收集器收集。
为了防止信号收集器**射线直接照射,要在它的前面放置一枚铅制硬币,用来吸收绝大部分的X光。
现在我们来进行调试。”
罗阳一边用编程语言控制测试舱内的仪器,一边介绍:
“调试过程就只是给你们讲一下,不懂的话也不影响你们测试。
第一步,我们先把样品台在垂直方向,也就是z方向上,向靠近地面的方向移动,使样品完全没有挡住X射线。
此时,检测器上的信号强度是几乎恒定的,也是它的最大值,这个极值需要记录下来。
第二步,将样品台缓缓上升,直到检测器上的信号强度开始降低,这就表明样品开始挡住X射线了。
第三步,让样品台的z坐标,在一个较小的范围内线性变化,在此期间对信号强度进行扫描,得到信号强度随z坐标变化的曲线。
找到信号强度为最大强度的一半左右时对应的z坐标,并将样品台移动到此z坐标处。
这个时候,对应的就是有一半的X射线被样品挡住的状态。
第四步,我们需要标定样品台的旋转角度,因为我们并不知道入射的X光是否是完全平行于样品表面的。
让样品台的旋转角θ,在一个较小的角度范围内变化,在此期间对信号强度进行扫描,得到信号强度随θ变化的曲线。
找到信号强度最大时对应的θ坐标,将样品台的旋转到这个角度,此时X光就是平行射到样品侧面的。
将此时的旋转角手动设为0度,因为我们旋转了样品台,所以入射X光不再是被样品挡住一半的状态了。
因此需要重复第三步、第四步。
直至第四步样品信号最高值处,对应的旋转角为0度为止。
就像现在这样,我们就完成了调试。”
“调试完成后,设置好入射角度就可以测试了,你们的入射角一般多少度?”罗阳向陈婉清问道。
“0.12度吧。”陈婉清道。
罗阳在电脑中敲了一段代码:
umv thita 0.12;
按下回车,然后道:
“设置好了,你们每次换了样品后,都要看一下检测器上的信号强度是不是接近最大值的一半。
如果偏离过大,就需要重新切光,也就是重复第三步和第四步。
切好光后,再把入射角改到0.12度。”
“这几步的操作都可以在这本用户手册中找到,里面有个测试登记表记得要填一下。”罗阳将手册递给陈婉清,说道:
“我在上面给你们留了电话,有事给我打电话,要是提前测完要离开的话,就去总控把光关掉,然后给我发个短信就好。
之后的测试用软件就可以操作了,不用我再教一遍了吧。”
“不用教了,软件我会用的。”陈婉清道。
……
罗阳走后,陈婉清开心道:“这次调试算比较快了,只花了一个多小时。”
“是啊,感觉罗阳对仪器还是比较懂的,应该是这边的老师吧,”许秋看了眼时间,说道:“都快晚上十一点了。”
“那我们来分工吧,一个人负责换样品,另一个人负责测试。”陈婉清道。
“我来换样品吧,体力活交给我,先测已经装好的1号样品吧。”许秋道。
陈婉清点点头,开始操作软件,设置好样品名称、文件存储位置、曝光时间。
“测新样品时,通常要先测曝光10秒的数据,看看得到的图像有没有什么问题。
如果所测样品的表面不平整,可能会造成图像中某些区域的信号强度过高,甚至超出仪器的检测限,这种情况就需要重新去测试舱调整样品的位置。
如果图像中没有异常点出现,就可以把曝光时间调到100秒、200秒、300秒或其他时间。
只要最高信号强度不超过5万,曝光时间越高则得到的图像质量越好。”陈婉清道。
1号样品,10秒曝光测试后,没有异常点出现,最高信号强度为1000左右。
因为1000*(300/10)=30000,小于5万,所以陈婉清直接换成300秒曝光时间,再次测试。
……
1号样品,测试完毕。
2号样品,测试完毕。
3号样品,测试完毕。
……
10号样品,出现了异常点,许秋重新打开舱门调整了样品位置后,重新测试,异常点消失。测试完毕。
……
17号样品,再次出现异常点,许秋调整样品位置4次后,异常点仍未消失,只好放弃测试该样品。
……
33号样品,许秋在关舱门时,有些着急,踩到了舱门前的压力传感器,舱门缓缓打开,他只好再次重新关闭舱门。
……
43号样品,测试完毕。
此时已经是凌晨三点半。
许秋重复开关舱门操作50多次了,他也终于知道为什么这造价十多亿的设备,不需要有专业人员时刻盯着。
因为都是傻瓜式操作,操作步骤虽然繁琐,但重复个几十次也就熟练了。
除非蓄意破坏仪器,不然很难对设备造成破坏。
跑来跑去还是比较累的,主要是每次去按搜索1的时候都要弯两次腰,耳边还时刻伴随着刺耳的警报声。
好在每次测试的曝光时间都比较长,期间可以坐着休息一会儿。
这时,两人都有些困了,他们稍微吃了点东西,咬咬牙继续测试。
“我替你换样品吧,你来歇一会儿。”陈婉清道。
“学姐,你会换样品吗?”许秋问道。
“那当然了,之前都是我一个人来测试的,换样品、测试都是我做的。”陈婉清道。
“一个人也太辛苦了吧,其他人不来吗?”许秋道。
“他们又没有样品,强行拉过来帮忙测试也不太好,主要是之前两次都是在白天测试,所以其实还好啦。”陈婉清道。
“好的,那学姐你去吧。“许秋坐到了测试电脑前。
“嗯嗯,”陈婉清点头道:“主要我想动一动,不然一直坐着都快睡着了。”
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