CN108389769A - 一种通用型扫描电子显微镜样品台座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用型扫描电子显微镜样品台座，本发明公开的通用型扫描电子显微镜样品台座包括被设置用于负载样品台的顶面，在所述顶面上设有至少一个样品台孔，所述样品台孔被设置用于放置圆柱型样品台；和至少一个支柱，所述支柱具有和螺孔型样品台的螺孔相配合的外螺纹。本发明的样品台座，能够匹配市场上大部分型号的扫描电子显微镜样品台，使用本发明的样品台座极大的提高了观察效率，显著地降低了扫描电子显微镜的观察成本。而且，本发明的通用型扫描电子显微镜样品台座布局紧凑，充分合理的利用了样品台座的有限的空间。

Description

一种通用型扫描电子显微镜样品台座

技术领域

本发明涉及电子显微镜领域，尤其涉及一种通用型电子显微镜样品台座。

背景技术

扫描电镜(SEM)，全称扫描电子显微镜(scanning electron microscope)，是一种利用电子束扫描样品表面从而获得样品信息的电子显微镜。它能产生样品表面的高分辨率图像，且图像呈三维，扫描电子显微镜能被用来鉴定样品的表面结构。它由三大部分组成：真空系统，电子束系统以及成像系统。

扫描电镜(SEM)是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性观察技术，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。扫描电镜的优点是，①有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调；②有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；③试样制备简单。因此扫描电镜在当今科学研究领域具有十分重要的地位，随着研发投入的逐步增加，扫描电镜的使用也越来越普遍。

生物类扫描电镜观察样本制备的过程中，需要将样本固定在样品台上，然后再将样品台安装到样品台座上，置入样品室进行观察。但是各扫描电镜厂家出品的扫描电镜型号各异，导致部件无法通用。比如，同一厂家的扫描电镜所配备的样品台和样品台座是对应的，而不同厂家的在形状和规格上差异巨大，无法相互配合使用。在进行多组样品的观测时，如果多组样品分别置于不同型号的样品台上，则需要将样品逐一放入样品室进行观察，观察效率将大大降低。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种通用型扫描电子显微镜样品台座和包括该电子显微镜样品台座的扫描电子显微镜。

为实现上述目的，本发明提供了一种通用型扫描电子显微镜样品台座，所述样品台座包括被设置用于负载样品台的顶面，在所述顶面上设有至少一个样品台孔，所述样品台孔被设置用于放置圆柱型样品台；和，至少一个支柱，所述支柱具有和螺孔型样品台的螺孔相配合的外螺纹。

进一步地，所述样品台座还包括至少一个和T型样品台上的杆部相配合的盲孔。

进一步地，所述样品台座还包括样品台夹持机构，所述夹持机构被设置用于夹持不同直径的圆柱型样品台，通过所述样品台夹持机构可调节所述样品台孔的孔径，进而实现对不同直径的圆柱型样品台的夹持固定。

进一步地，所述样品台夹持机构包括一夹持臂、一调节螺栓、和一弹性部件；所述样品台孔内壁的靠外一侧设有容纳所述夹持臂的凹槽，所述样品台座侧壁上设有与所述调节螺栓相配合的螺纹孔，所述弹性部件位于所述螺纹孔底部，所述夹持臂包括夹持部和调节部，所述夹持部位于所述样品台孔内壁的凹槽内，所述样品台孔和所述螺纹孔之间设有供所述调节部活动的窗口，所述夹持臂的调节部自所述窗口伸入所述螺纹孔，所述螺纹孔内从内向外依次为所述弹性部件、所述调节部、和所述调节螺栓。

进一步地，所述夹持部为与所述样品台孔内壁相适应的弧形。

进一步地，所述样品台孔的数量为2至6个，优选为4个。

进一步地，所述弹性部件为弹簧。

进一步地，所述支柱的数量为2至6个，优选为4个。

进一步地，所述盲孔的数量为2至6个，优选为4个。

进一步地，所述支柱中空形成所述盲孔。

技术效果

本发明的通用型扫描电子显微镜样品台座，能够匹配市场上大部分型号的扫描电子显微镜样品台，使用本发明的通用型扫描电子显微镜样品台座极大的提高了观察效率，显著地降低了扫描电子显微镜的观察成本。而且，本发明的通用型扫描电子显微镜样品台座布局紧凑，充分合理的利用了样品台座的有限的空间。

附图说明

图1是本领域现有的不同类型的常规样品台；

图2是本发明的一个优选实施方式的通用型扫描电子显微镜样品台座的整体剖视示图；

图3是本发明的一个优选实施方式的通用型扫描电子显微镜样品台座的侧面结构示意图；

图4是本发明的一个优选实施方式的通用型扫描电子显微镜样品台座的俯视结构示意图；

图5是本发明的一个优选实施方式的样品台夹持机构的结构示意图。

具体实施方式

扫描电镜的结构主要包括真空系统，电子束系统以及成像系统。

真空系统主要包括真空泵和真空柱两部分。真空泵用来在真空柱内产生真空。成象系统和电子束系统均内置在真空柱中。真空柱底端一般为样品室，用于放置样品。

电子束系统由电子枪和电磁透镜两部分组成，主要用于产生一束能量分布极窄的、电子能量确定的电子束用以扫描成象。

电子经过一系列电磁透镜成束后，打到样品上与样品相互作用，会产生二次电子、背散射电子、俄歇电子以及X射线等一系列信号。所以需要不同的探测器来区分这些信号以获得所需要的信息用于成象。

生物类扫描电镜观察样本制备的过程中，需要将样本固定在样品台上，然后再将样品台安装到样品台座上，置入样品室进行观察。

如本文所用，术语“样品台”是指扫描电镜中用于负载样品的装置，如图1所示，在生物科学领域中观察生物样本使用的扫描电镜的样品台类型基本可以分为四类：

A样品台为圆柱型样品台，整体呈圆柱形，直径较小，高度较高，其对应的样品台座上设有和该样品台相配合的样品台孔，使用时直接将样品台置于样品台孔中即可，常见于JEOL、ISS/ABT/TOPCON等公司的扫描电镜产品。

B样品台为圆柱型样品台，整体呈圆柱形，圆柱柱身中部设有环形凹槽，直径较大但是高度较低，其对应的样品台座上设有和该样品台相配合的样品台孔，使用时直接将样品台置于样品台孔中即可，常见于JEOL公司的扫描电镜产品。

C样品台为螺孔型样品台，顶面放置样品，底面(图1中C样品台的上面)中间设有具有内螺纹的盲孔，其对应的样品台座上设有和该盲孔相配合的具有外螺纹的支柱，使用时直径较小的一面向下将样品台旋拧在支柱上即可，常见于Hitachi公司的扫描电镜产品。

D样品台为T型样品台(也称为钉型样品台)，顶面放置样品，底面(图1中D样品台的上面)中间包括一杆部，其对应的样品台座上设有和该杆部相配合的盲孔，使用时底面向下将杆部插入样品台座上的盲孔即可，常见于Cambridge，ZEISS/LEO，FEI/Philips，CamScan，Tescan，等公司的扫描电镜产品。

如本文所用，术语“样品台座”是指扫描电镜中用于负载样品台的装置，在使用过程中，将负载有样品的样品台安装在样品台座上，然后置入扫描电镜样品室内即可进行观察。

如上所述，不同型号的样品台根本无法适用于其他型号的样品台座，在观测时，如果多组样品分别置于不同型号的样品台上，则需要将样品逐一放入样品室进行观察，观察效率大大降低。比如，在进行扫描电镜观察前，扫描电镜的样品室需要进行抽真空处理；根据样品状况，抽真空时间一般需要2个小时以上，如果逐一观察，每个工作日仅能观察数个样品而已，极大的增加了观测成本。

实施例1

如图2所示，本实施例提供的通用型扫描电子显微镜样品台座，包括被设置用于负载样品台的顶面1，在所述顶面1上设有多个样品台孔2，所述样品台孔2被设置用于放置圆柱型样品台；和，多个支柱3，所述支柱3具有和螺孔型样品台的螺孔相配合的外螺纹。本实施例中，所述样品台座还包括多个和T型样品台上的杆部相配合的盲孔4，其中所述支柱3中空形成所述盲孔4，在所述顶面1的中间部位也可以设置一盲孔4。

本实施例中，所述支柱4可以固定连接在所述顶面1上，也可以以可拆卸的方式连接在顶面1上。

本实施例中，所述样品台座还包括样品台夹持机构5，所述夹持机构5被设置用于夹持不同直径的圆柱型样品台，通过所述样品台夹持机构5可调节所述样品台孔2的孔径，进而实现对不同直径的圆柱型样品台的夹持固定。

如图2、图3、图4和图5所示，本实施例中，所述样品台夹持机构5包括一夹持臂51、一调节螺栓52、和一弹性部件53；所述样品台孔2内壁的靠外一侧设有容纳所述夹持臂51的凹槽，所述样品台座侧壁上设有与所述调节螺栓52相配合的螺纹孔6，螺纹孔6位于样品台孔2的一侧，并且靠近所述样品台孔2，所述弹性部件53位于所述螺纹孔6底部，如图5所示，所述夹持臂51包括夹持部511和调节部512，所述夹持部511位于所述样品台孔2的内壁的凹槽内，所述样品台孔2和所述螺纹孔6之间设有供所述调节部512活动的窗口，所述夹持臂51的调节部512自所述窗口伸入所述螺纹孔6内，所述螺纹孔6内从内向外依次为所述弹性部件53、所述调节部512、和所述调节螺栓52。

如图5所示，所述夹持部511为与所述样品台孔2内壁相适应的弧形；本实施例中所述弹性部件53为弹簧，在其他实施方式中，所述弹性部件可以为其他常规设置。

本实施例中，所述样品台孔、所述支柱、所述盲孔的数量均为多个，如4个，在其它实施方式中，所述样品台孔、所述支柱、所述盲孔的数量可以独立地为2至6个。

所述样品台座的底面设有螺纹孔，用于将所述样品台座安放至样品室中。

在使用过程中，可以将圆柱型样品台安装在样品台孔中，然后旋拧调节螺栓52，调节螺栓52顶端向内推动夹持臂51从而使得夹持臂51夹紧所述圆柱型样品台，对于不同直径的圆柱型样品台，通过调整调节螺栓52，即可实现稳定加紧；对于螺孔型样品台，可以将样品台底面具有内螺纹的盲孔旋拧安装在支柱3上即可；对于T型样品台将T型样品台杆部直接插入样品台座上的盲孔即可。因此，使用本实施例的样品台座，能够匹配市场上几乎所有型号的扫描电子显微镜样品台，可以不同类型的样品台同时安放在同一样品台座上进行检测，因而能够显著减少观测换样时抽真空所浪费的时间，极大提高观测的效率，提高电镜的使用率。

实施例2

本实施例提供的通用型扫描电子显微镜样品台座，包括被设置用于负载样品台的顶面1，在所述顶面1上设有多个样品台孔2，所述样品台孔2被设置用于放置圆柱型样品台；和，多个支柱3，所述支柱3具有和螺孔型样品台的螺孔相配合的外螺纹，所述样品台座还包括多个和T型样品台上的杆部相配合的盲孔4，其中所述盲孔4直接设置在所述顶面1上。其他结构基本同实施例1。

采用本实施例的设置方式，由于样品台座的空间限制，盲孔4需要占用支柱3的位置，因此显著减少了可安装样品台的数量。

实施例3

本实施例提供的通用型扫描电子显微镜样品台座基本结构同实施例1，不同在于，所述样品台座上设置的样品台夹持机构其结构不同于实施例1中的样品台夹持机构5。本实施例的样品台夹持机构包括一紧固螺栓，在所述样品台孔侧壁上设有通孔，该通孔具有和所述紧固螺栓相配合的内螺纹，当将圆柱型样品台置入样品台孔后，通过旋拧紧固螺栓即可将圆柱型样品台固定在样品台孔中。在研究过程中本发明人发现，此类的样品台夹持机构，对样平台的损伤较大，且对直径较小的样品台固定不稳，容易向侧方倾斜，使用时容易造成电镜观察时图像漂移。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种通用型扫描电子显微镜样品台座，其特征在于，所述样品台座包括被设置用于负载样品台的顶面，在所述顶面上设有至少一个样品台孔，所述样品台孔被设置用于放置圆柱型样品台；和，至少一个支柱，所述支柱具有和螺孔型样品台的螺孔相配合的外螺纹。

2.如权利要求1所述的样品台座，其特征在于，所述样品台座还包括至少一个和T型样品台上的杆部相配合的盲孔。

3.如权利要求1所述的样品台座，其特征在于，所述样品台座还包括样品台夹持机构，所述夹持机构被设置用于夹持不同直径的圆柱型样品台，通过所述样品台夹持机构可调节所述样品台孔的孔径，进而实现对不同直径的圆柱型样品台的夹持固定。

4.如权利要求3所述的样品台座，其特征在于，所述样品台夹持机构包括一夹持臂、一调节螺栓、和一弹性部件；所述样品台孔内壁的靠外一侧设有容纳所述夹持臂的凹槽，所述样品台座侧壁上设有与所述调节螺栓相配合的螺纹孔，所述弹性部件位于所述螺纹孔底部，所述夹持臂包括夹持部和调节部，所述夹持部位于所述样品台孔内壁的凹槽内，所述样品台孔和所述螺纹孔之间设有供所述调节部活动的窗口，所述夹持臂的调节部自所述窗口伸入所述螺纹孔，所述螺纹孔内从内向外依次为所述弹性部件、所述调节部、和所述调节螺栓。

5.如权利要求4所述的样品台座，其特征在于，所述夹持部为与所述样品台孔内壁相适应的弧形。

6.如权利要求1所述的样品台座，其特征在于，所述样品台孔的数量为2至6个，优选为4个。

7.如权利要求4所述的样品台座，其特征在于，所述弹性部件为弹簧。

8.如权利要求1所述的样品台座，其特征在于，所述支柱的数量为2至6个，优选为4个。

9.如权利要求2所述的样品台座，其特征在于，所述盲孔的数量为2至6个，优选为4个。

10.如权利要求2所述的样品台座，其特征在于，所述支柱中空形成所述盲孔。