JP2007127593A - Sample-heating or sample-cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顕微鏡や分析機器等において、試料を加熱又は冷却し、温度変化をさせながら測定を行う試料加熱又は冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a sample heating or cooling device that performs measurement while heating or cooling a sample and changing the temperature in a microscope or an analytical instrument.
顕微鏡測定等に利用される既存の試料加熱又は冷却装置は、固定した通電式ヒーター等の上で、試料を直接加熱又は冷却するものである。
従来の試料加熱又は冷却装置では、加熱又は冷却に伴う温度変化により、試料及び加熱又は冷却部材の熱膨張・熱収縮により試料表面の位置が大きく変化してしまい、計測・観察の障害となっている。すなわち、試料表面からの反射や発光強度を測定する顕微鏡システムや分析装置等においては、試料を加熱又は冷却した場合の加熱又は冷却部材や試料の熱膨張・熱収縮による試料表面の位置の僅かな変化が測定信号の大きな劣化に直結してしまう欠点があった。
An existing sample heating or cooling device used for microscope measurement or the like directly heats or cools a sample on a fixed energizing heater or the like.
In a conventional sample heating or cooling device, the temperature change caused by heating or cooling greatly changes the position of the sample surface due to thermal expansion and contraction of the sample and the heating or cooling member, which hinders measurement and observation. Yes. That is, in a microscope system or analyzer that measures the reflection or emission intensity from the sample surface, the position of the sample surface is slightly increased due to heating or cooling when the sample is heated or cooled, or due to thermal expansion or contraction of the sample. There is a drawback that the change directly leads to a large deterioration of the measurement signal.
例えば、非特許文献1において、半導体試料の光学物性計測のための試料加熱装置が記載されている。当該文献には、凹部を有する試料支持機構、試料加熱部材、放射シールドによる断熱機構からなる試料加熱装置の構成が示されているが、このような装置では、加熱による温度変化に伴う試料の熱膨張により、試料表面と測定機器との間の距離が変動し、測定・観察の精度劣化の要因となってしまう欠点があった。
本発明が解決しようとする課題は、上記の欠点を除去し、加熱又は冷却部材や試料の熱膨張・熱収縮による試料表面の位置の変動を除去するための機構を持つ試料加熱又は冷却装置を得ることである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a sample heating or cooling device having a mechanism for removing the above-mentioned drawbacks and removing fluctuations in the position of the sample surface due to thermal expansion or contraction of the heating or cooling member or the sample. Is to get.
上記課題を解決するために、本発明は、凹部を有する試料支持機構と、上記凹部に収容されるとともに試料加熱部材又は試料冷却部材を有し、試料を保持する試料保持機構と、上記試料保持機構を取り囲む断熱機構と、上記試料支持機構に固定され、試料を上部より押さえる試料固定機構とを備えた試料加熱又は冷却装置において、上記断熱機構の底部と試料支持機構の凹部との間に弾性緩衝機構を介在させた試料加熱又は冷却装置を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a sample support mechanism having a recess, a sample holding mechanism that is accommodated in the recess and has a sample heating member or a sample cooling member, and holds the sample. In a sample heating or cooling device comprising a heat insulating mechanism surrounding the mechanism and a sample fixing mechanism fixed to the sample support mechanism and holding the sample from above, an elastic force is provided between the bottom of the heat insulation mechanism and the recess of the sample support mechanism. The present invention provides a sample heating or cooling device with a buffer mechanism interposed.
また本発明は、上記試料支持機構の凹部の周囲の試料支持機構には、冷却又は加熱手段が設置されている試料加熱又は冷却装置を提供するものである。 The present invention also provides a sample heating or cooling device in which a cooling or heating means is installed in the sample supporting mechanism around the recess of the sample supporting mechanism.
また本発明は、上記試料支持機構の凹部の周囲の試料支持機構中には、冷却又は加熱手段が埋設されている試料加熱又は冷却装置を提供するものである。 The present invention also provides a sample heating or cooling device in which cooling or heating means are embedded in the sample supporting mechanism around the recess of the sample supporting mechanism.
また本発明は、上記試料保持機構には温度計測手段が埋設されている試料加熱又は冷却装置を提供するものである。 The present invention also provides a sample heating or cooling device in which a temperature measuring means is embedded in the sample holding mechanism.
また本発明は、上記弾性緩衝機構は、上記試料支持機構中に設置するか、試料支持機構中に一部埋め込むように設置されたスプリングである試料加熱又は冷却装置を提供するものである。 The present invention also provides a sample heating or cooling device in which the elastic buffer mechanism is a spring installed in the sample support mechanism or partially embedded in the sample support mechanism.
本発明によれば、弾性緩衝機構の導入により、試料の加熱・冷却に伴う熱膨張・熱収縮が試料表面の位置の変化とならない機構が実現される。さらに試料支持機構に冷却又は加熱手段を設けて、試料の加熱又は冷却に伴う試料支持機構の伸縮を抑制することにより、弾性緩衝機構との相乗効果による測定試料の光学的測定の精度、信頼性の大幅な向上が可能となる。 According to the present invention, the introduction of the elastic buffer mechanism realizes a mechanism in which thermal expansion / contraction due to heating / cooling of the sample does not change the position of the sample surface. In addition, the sample support mechanism is provided with cooling or heating means to suppress the expansion and contraction of the sample support mechanism that accompanies the heating or cooling of the sample. Can be greatly improved.
本発明の試料加熱又は冷却装置を試料加熱装置を例示して説明する。
図1は試料加熱装置の原理図を示すものである。
図1において、1は、試料である。2は、試料保持機構であり、試料台、ヒーター及びこれらを収容する容器で構成されている。試料1は、試料保持機構2の試料台上に載置されていてヒーターにより所望の温度に加熱される。3は、断熱機構であり、図1のように試料保持機構2を取り囲むように配置されている。断熱機構3は、試料保持機構2の保温及び試料保持機構2の昇温に伴う試料支持機構の伸びを抑制するものである。
The sample heating or cooling device of the present invention will be described with reference to a sample heating device.
FIG. 1 shows a principle diagram of a sample heating apparatus.
In FIG. 1, 1 is a sample.
5は、試料保持機構2及び断熱機構3を収容する凹部を有する試料支持機構である。試料支持機構5の上部には、試料固定機構7が配置されている。試料固定機構7は、試料1の表面周辺部を押さえることにより弾性緩衝機構4と共働して試料を固定している。
試料固定機構7の先端部(試料1との接触部)は、断熱性の材料をナイフエッジ状に加工して用いることにより、熱伝導による試料表面からの熱流入を防止している。
試料支持機構5には、支持機構冷却手段6が設けられており、試料加熱部材の発熱の影響が試料支持機構に及ばないように冷却している。冷却手段6による冷却は、水等の冷媒を支持機構内で循環させることにより支持機構の温度を一定に保つためのものである。
The tip portion of the sample fixing mechanism 7 (contact portion with the sample 1) prevents heat from flowing from the surface of the sample due to heat conduction by using a heat insulating material processed into a knife edge shape.
The
4は、本発明に係る弾性緩衝機構であり、スプリング、電磁式バネ、ゴム、エアバック等で構成されている。弾性緩衝機構4は、加熱による試料及び試料保持機構の伸び変形を吸収することにより、試料1の測定表面と測定機器との距離を一定に保持している。上記スプリング等は、上記試料支持機構の凹部表面に載置してもよいが、試料支持機構中に設置するか、試料支持機構中に一部埋め込むように設置してもよい。
Reference numeral 4 denotes an elastic buffer mechanism according to the present invention, which includes a spring, an electromagnetic spring, rubber, an air bag, and the like. The elastic buffer mechanism 4 keeps the distance between the measurement surface of the
上記試料保持機構に温度計測手段を埋設し、試料の温度をモニターするようにしてもよい。すなわち試料支持機構の下部から断熱機構3を経て試料台の表面近くまでに至る貫通孔を設け、この貫通孔内にサーミスター等の温度計測手段を埋設するものである。
A temperature measuring means may be embedded in the sample holding mechanism to monitor the temperature of the sample. That is, a through hole extending from the lower part of the sample support mechanism to the surface of the sample stage through the
以上図1の原理図を用いて、本発明を説明したが、図1の原理図はあくまでも本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の技術思想に基づく変形、他の態様は、当然本発明に包含されるものである。 Although the present invention has been described above with reference to the principle diagram of FIG. 1, the principle diagram of FIG. 1 is only for facilitating the understanding of the present invention, and the present invention is not limited to this. That is, modifications and other aspects based on the technical idea of the present invention are naturally included in the present invention.
また図1の原理図では、試料加熱装置を例示したが、本発明は試料を冷却して測定するための試料冷却装置にも当然適用可能である。この場合には、試料冷却部材として例えばペルチェ効果による電子冷却装置を用いるとともに、試料冷却部材の冷却の影響が試料支持機構に及ばないように温水等の加熱手段を試料支持機構内で循環させることにより支持機構の温度を一定に保つようにすればよい。 Although the sample heating apparatus is illustrated in the principle diagram of FIG. 1, the present invention is naturally applicable to a sample cooling apparatus for cooling and measuring a sample. In this case, for example, an electronic cooling device based on the Peltier effect is used as the sample cooling member, and heating means such as hot water is circulated in the sample support mechanism so that the influence of the cooling of the sample cooling member does not reach the sample support mechanism. Thus, the temperature of the support mechanism may be kept constant.
1 試料
2 試料保持機構
3 断熱機構
4 弾性緩衝機構
5 試料支持機構
6 冷却手段
7 試料固定機構
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記凹部に収容されるとともに試料加熱部材又は試料冷却部材を有し、試料を保持する試料保持機構と、
上記試料保持機構を取り囲む断熱機構と、
上記試料支持機構に固定され、試料を上部より押さえる試料固定機構とを備えた試料加熱又は冷却装置において、
上記断熱機構の底部と試料支持機構の凹部との間に弾性緩衝機構を介在させたことを特徴とする試料加熱又は冷却装置。 A sample support mechanism having a recess;
A sample holding mechanism that holds the sample and has a sample heating member or a sample cooling member while being housed in the recess;
A heat insulating mechanism surrounding the sample holding mechanism;
In the sample heating or cooling device, which is fixed to the sample support mechanism and includes a sample fixing mechanism that holds the sample from above,
An apparatus for heating or cooling a sample, characterized in that an elastic buffer mechanism is interposed between the bottom of the heat insulation mechanism and the recess of the sample support mechanism.
5. The sample heating according to claim 1, wherein the elastic buffering mechanism is a spring installed in the sample support mechanism or so as to be partially embedded in the sample support mechanism. Or a cooling device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005322244A JP2007127593A (en) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Sample-heating or sample-cooling device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101388509B1 (en) | 2013-12-06 | 2014-04-28 | 한국기초과학지원연구원 | Spring-type cryo-plunger |
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2005
- 2005-11-07 JP JP2005322244A patent/JP2007127593A/en active Pending
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