JP2011175908A - Sample holder, and scanning transmission electron microscope - Google Patents
Sample holder, and scanning transmission electron microscope Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011175908A JP2011175908A JP2010039978A JP2010039978A JP2011175908A JP 2011175908 A JP2011175908 A JP 2011175908A JP 2010039978 A JP2010039978 A JP 2010039978A JP 2010039978 A JP2010039978 A JP 2010039978A JP 2011175908 A JP2011175908 A JP 2011175908A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- axis
- crank
- motor
- sample holder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、試料が載置される試料載置部をピエゾ素子によりXYZ軸方向に駆動するXYZ駆動機構を有した試料ホルダおよびこの試料ホルダを有する走査型透過電子顕微鏡に関する。 The present invention relates to a sample holder having an XYZ driving mechanism for driving a sample mounting portion on which a sample is mounted in the XYZ axial directions by a piezo element, and a scanning transmission electron microscope having the sample holder.
走査型透過電子顕微鏡においては、電子ビームを走査するのではなく、試料ホルダに載置された試料をピエゾ素子を用いて、X、Y、Z軸方向に走査することにより、高分解観察を可能としている(特許文献1参照)。 In scanning transmission electron microscopes, high-resolution observation is possible by scanning the sample placed on the sample holder in the X, Y, and Z axis directions using a piezo element instead of scanning the electron beam. (See Patent Document 1).
しかし、上記走査型透過電子顕微鏡に用いられる試料ホルダは、電子ビームの光軸と直交する方向の軸を中心に傾斜させることができないので、試料を傾斜した状態での共焦点暗視野STEM像、3次元断層像を得ることができない問題点がある。 However, since the sample holder used in the scanning transmission electron microscope cannot be tilted around the axis in the direction orthogonal to the optical axis of the electron beam, the confocal dark field STEM image with the sample tilted, There is a problem that 3D tomographic images cannot be obtained.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、試料が傾斜した状態で、共焦点暗視野STEM像、3次元断層像を得られる試料ホルダおよび走査型透過電子顕微鏡を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its task is to provide a sample holder and a scanning transmission electron microscope capable of obtaining a confocal dark field STEM image, a three-dimensional tomographic image in a state where the sample is inclined. There is to do.
上記課題を解決する請求項1に係る発明は、試料が載置される試料載置部をピエゾ素子によりXYZ軸方向に駆動するXYZ駆動機構を有した試料ホルダにおいて、前記試料ホルダの軸方向をX軸、電子ビームの光軸方向をZ軸、前記X軸、前記Y軸と直交する方向をY軸とした場合、前記試料載置部の試料を前記Y軸を中心として傾斜させる傾斜機構と、該傾斜機構を駆動するモータと、前記XYZ駆動機構の動きが前記傾斜機構を介して前記モータへ伝達するのを遮断するクラッチと、を有することを特徴とする試料ホルダである。 The invention according to claim 1, which solves the above problem, is a sample holder having an XYZ driving mechanism for driving a sample mounting portion on which a sample is mounted in the XYZ axial directions by a piezo element. An inclination mechanism for inclining the sample on the sample mounting portion around the Y axis when the X axis, the optical axis direction of the electron beam is the Z axis, and the direction orthogonal to the X axis and the Y axis is the Y axis; A sample holder comprising: a motor that drives the tilt mechanism; and a clutch that blocks movement of the XYZ drive mechanism from being transmitted to the motor via the tilt mechanism.
XYZ駆動機構のピエゾ素子を駆動して、試料をX、Y、Z軸方向に走査する場合には、クラッチを切って、前記XYZ駆動機構の動きが前記モータへ伝達するのを遮断する。
傾斜機構を用いて試料を傾斜させる場合には、クラッチをつないで、前記モータの動力を前記傾斜機構へ伝達する。
When the piezo element of the XYZ drive mechanism is driven to scan the sample in the X, Y, and Z axis directions, the clutch is disengaged to block the movement of the XYZ drive mechanism from being transmitted to the motor.
When tilting the sample using the tilt mechanism, the clutch is connected to transmit the power of the motor to the tilt mechanism.
請求項2に係る発明は、前記傾斜機構は、前記試料載置部に儲けられ、前記試料が載置され、Y軸を中心に回転可能に設けられた試料傾斜台と、X-Z平面上で回転可能に設けられたクランクと、前記試料傾斜台の回転端部、前記クランクの回転端部うちのどちらか一方に設けられたピンと、前記試料傾斜台の回転端部、前記クランクの回転端部うちの他方に設けられ、前記ピンが嵌合する長穴と、前記モータによって駆動され、前記クランクを回転駆動する駆動部と、からなることを特徴とする請求項1記載の試料ホルダである。 According to a second aspect of the present invention, the tilt mechanism is disposed on the sample mounting portion, the sample is mounted, and the sample tilt table is provided rotatably about the Y axis, and rotates on the XZ plane. A crank provided in a possible manner, a pin provided on one of the rotation end of the sample tilting table and the rotation end of the crank, a rotation end of the sample tilting table, and a rotation end of the crank The sample holder according to claim 1, further comprising: a long hole provided in the other of the first and second pins, into which the pin is fitted, and a drive unit that is driven by the motor and rotationally drives the crank.
請求項3に係る発明は、前記クランクは、前記試料載置部に接続される第1アーム、X-Z平面上で前記第1アームと異なる方向へ延出する第2アームを有するベルクランクであり、前記駆動部は、前記X軸を中心として回転可能に設けられ、Y-Z平面側の端面が傾斜面となった斜面カムと、前記ベルクランクの第2アームを前記斜面カムのカム面に押し当てる付勢手段と、からなることを特徴とする請求項2記載の試料ホルダである。 The invention according to claim 3 is a bell crank, wherein the crank has a first arm connected to the sample mounting portion, and a second arm extending in a direction different from the first arm on the XZ plane, The drive unit is provided so as to be rotatable about the X-axis, and an inclined cam whose end surface on the YZ plane side is an inclined surface and a second arm of the bell crank are pressed against the cam surface of the inclined cam. The sample holder according to claim 2, further comprising a biasing means.
請求項4に係る発明は、前記クランクは、前記試料載置部に接続される第1アーム、X-Z平面上で前記第1アームと異なる方向へ延出する第2アームとを有するベルクランクであり、前記駆動部は、外周面におねじが形成され、前記モータによって、X軸を中心として回転駆動されるねじ部材と、内周面にめねじが形成され、前記ねじ部材が螺合し、回転が禁止されたナット部材からなり、前記ベルクランクの第2アームを前記ねじ部材の端面に押し当てる付勢手段とからなることを特徴とする請求項2記載の試料ホルダである。 The invention according to claim 4 is a bell crank, wherein the crank includes a first arm connected to the sample mounting portion, and a second arm extending in a different direction from the first arm on the XZ plane. The drive unit has a screw formed on the outer peripheral surface, and a screw member that is driven to rotate about the X axis by the motor, and a female screw is formed on the inner peripheral surface, and the screw member is screwed, 3. The sample holder according to claim 2, comprising a nut member prohibited from rotating, and biasing means for pressing the second arm of the bell crank against an end surface of the screw member.
請求項5に係る発明は、前記クラッチは、前記モータ側の出力軸、前記傾斜機構側の入力軸のうちのどちらか一方の軸の端面に形成されたすり割り溝と、前記モータ側の出力軸、前記傾斜機構側の入力軸のうちの他方の軸に形成され、前記すり割り溝に対して周方向に遊びをもって嵌合する接続部とからなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の試料ホルダである。 According to a fifth aspect of the present invention, the clutch includes a slit formed on an end surface of one of the output shaft on the motor side and the input shaft on the tilt mechanism side, and the output on the motor side. 5. The shaft according to claim 1, further comprising a connecting portion that is formed on the other shaft of the input shaft on the tilt mechanism side and that fits in the circumferential direction with play in the slit groove. It is a sample holder in any one.
請求項6に係る発明は、請求項1乃至5のいずれかの試料ホルダを有することを特徴とする走査型透過電子顕微鏡である。 The invention according to claim 6 is a scanning transmission electron microscope comprising the sample holder according to any one of claims 1 to 5.
請求項1−6に係る発明によれば、前記試料載置部の試料を前記Y軸を中心として傾斜させる傾斜機構と、該傾斜機構を駆動するモータと、前記XYZ駆動機構の動きが前記傾斜機構を介して前記モータへ伝達するのを遮断するクラッチとを有することにより、クラッチを切って、前記XYZ駆動機構の動きが前記傾斜機構を介して前記モータへ伝達するのを遮断することにより、XYZ駆動機構のピエゾ素子を駆動して、試料をX、Y、Z軸方向に走査できる。 According to the invention of claim 1-6, the tilt mechanism that tilts the sample of the sample mounting portion around the Y axis, the motor that drives the tilt mechanism, and the movement of the XYZ drive mechanism are the tilt. By having a clutch that cuts off transmission to the motor via a mechanism, by disengaging the clutch and blocking transmission of movement of the XYZ drive mechanism to the motor via the tilt mechanism, The sample can be scanned in the X, Y, and Z axis directions by driving the piezo element of the XYZ drive mechanism.
また、クラッチをつないで、前記モータの動力を前記傾斜機構へ伝達することにより、傾斜機構を用いて試料を傾斜できる。よって、試料が傾斜した状態で、共焦点暗視野STEM像、3次元断層像が得られる。 Further, the sample can be tilted using the tilt mechanism by connecting the clutch and transmitting the power of the motor to the tilt mechanism. Therefore, a confocal dark field STEM image and a three-dimensional tomographic image can be obtained with the sample tilted.
請求項2、請求項6に係る発明によれば、前記傾斜機構は、前記試料載置部に儲けられ、前記試料が載置され、Y軸を中心に回転可能に設けられた試料傾斜台と、X-Z平面上で回転可能に設けられたクランクと、前記試料傾斜台の回転端部、前記クランクの回転端部うちのどちらか一方に設けられたピンと、前記試料傾斜台の回転端部、前記クランクの回転端部うちの他方に設けられ、前記ピンが嵌合する長穴と、前記モータによって駆動され、前記クランクを回転駆動する駆動部とからなることにより、クランクのクランク長を長く設定することで、傾斜機構の傾斜角の微調整が容易となる。逆に、クランクのクランク長を短く設定することで、傾斜機構の傾斜速度を上げることができ、短時間で試料を傾斜させることができる。 According to the inventions according to claim 2 and claim 6, the tilt mechanism is disposed on the sample mounting portion, the sample tilt table provided on the sample mounting portion and rotatably provided around the Y axis. , A crank provided rotatably on the XZ plane, a rotation end of the sample tilting table, a pin provided on one of the rotation ends of the crank, a rotation end of the sample tilting table, A crank length of the crank is set to be long by comprising a long hole provided in the other of the rotation end portions of the crank, into which the pin is fitted, and a drive portion that is driven by the motor and rotationally drives the crank. This facilitates fine adjustment of the tilt angle of the tilt mechanism. On the contrary, by setting the crank length of the crank to be short, the tilt speed of the tilt mechanism can be increased, and the sample can be tilted in a short time.
請求項3、請求項6に係る発明によれば、前記クランクは、前記試料載置部に接続される第1アーム、X-Z平面上で前記第1アームと異なる方向へ延出する第2アームを有するベルクランクであり、前記駆動部は、前記X軸を中心として回転可能に設けられ、Y-Z平面側の端面が傾斜面となった斜面カムと、前記ベルクランクの第2アームを前記斜面カムのカム面に押し当てる付勢手段とからなることにより、スムーズな傾斜機構の作動を得ることができる。 According to the inventions according to claim 3 and claim 6, the crank includes a first arm connected to the sample mounting portion, and a second arm extending in a direction different from the first arm on the XZ plane. The drive portion is provided so as to be rotatable about the X axis, and an inclined cam whose end surface on the YZ plane side is an inclined surface, and a second arm of the bell crank is connected to the inclined cam. By comprising the urging means that presses against the cam surface, a smooth operation of the tilt mechanism can be obtained.
請求項4、請求項6に係る発明によれば、前記クランクは、前記試料載置部に接続される第1アーム、X-Z平面上で前記第1アームと異なる方向へ延出する第2アームとを有するベルクランクであり、前記駆動部は、外周面におねじが形成されたねじ部材と、内周面にめねじが形成され、前記ねじ部材が螺合するナット部材からなり、前記ねじ部材、前記ナット部材のうちのどちらか一方の部材は、前記モータによって、X軸を中心として回転駆動され、前記ねじ部材、前記ナット部材のうちの他方の部材は、回転が禁止され、前記ベルクランクの第2アームを前記ねじ部材、前記ナット部材のうちの前記モータによって回転駆動される部材の端面に押し当てる付勢手段とからなることにより、スムーズな傾斜機構の作動を得ることができる。 According to the inventions according to claim 4 and claim 6, the crank includes a first arm connected to the sample mounting portion, a second arm extending in a direction different from the first arm on the XZ plane, The drive part is composed of a screw member having a screw formed on the outer peripheral surface and a nut member having a female screw formed on the inner peripheral surface, and the screw member is screwed to the screw member. One of the nut members is driven to rotate about the X axis by the motor, and the other of the screw member and the nut member is prohibited from rotating, and the bell crank The urging means that presses the second arm against the end face of the screw member or the nut member that is rotationally driven by the motor can provide a smooth tilting mechanism.
請求項5、請求項6に係る発明によれば、前記クラッチは、前記モータ側の出力軸、前記傾斜機構側の入力軸のうちのどちらか一方の軸の端面に形成されたすり割り溝と、前記モータ側の出力軸、前記傾斜機構側の入力軸のうちの他方の軸に形成され、前記すり割り溝に対して周方向に遊びをもって嵌合する接続部とからなることにより、傾斜機構を駆動するモータを用いて、クラッチの駆動、すなわち、クラッチをつないだり、切ったりすることができる。 According to the inventions according to claim 5 and claim 6, the clutch includes a slot formed on an end surface of one of the output shaft on the motor side and the input shaft on the tilt mechanism side. A tilting mechanism formed on the other shaft of the motor-side output shaft and the tilting mechanism-side input shaft and fitted with play in the circumferential direction with respect to the slit groove. The motor that drives the clutch can be used to drive the clutch, that is, to engage or disengage the clutch.
図1−図8を用いて本発明の実施の形態を説明する。
(走査型透過電子顕微鏡)
図8を用いて、本実施形態の走査型透過電子顕微鏡の構成を説明する。図8は本実施形態の走査型透過電子顕微鏡の構成図である。図において、電子銃1から出た電子ビームは、収束レンズ3によって、試料ホルダ5の試料載置部に載置された試料上に最小プローブ径となるようにフォーカスされる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Scanning transmission electron microscope)
The configuration of the scanning transmission electron microscope of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a configuration diagram of the scanning transmission electron microscope of the present embodiment. In the figure, the electron beam emitted from the electron gun 1 is focused by the converging lens 3 on the sample placed on the sample placing portion of the sample holder 5 so as to have a minimum probe diameter.
ピエゾ素子を用いたXYZ駆動機構7により、試料載置部に載置された試料がX軸、Y軸、Z軸方向走査される。試料を透過した電子ビームは、結像レンズ9によって透過電子検出器11上の絞り13に再びフォーカスする。 The sample placed on the sample placement unit is scanned in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions by the XYZ drive mechanism 7 using a piezoelectric element. The electron beam transmitted through the sample is again focused on the stop 13 on the transmission electron detector 11 by the imaging lens 9.
なお、本実施形態では、図に示すように、試料ホルダ5の軸方向がX軸、電子ビームの光軸方向をZ軸方向、X軸、Y軸と直交する方向をY軸としている。
透過電子検出器11上の絞り13にフォーカスされた電子ビームは、絞り13で中央部の一部のみが透過し、透過電子検出器11で検出される。
In the present embodiment, as shown in the drawing, the axial direction of the sample holder 5 is the X axis, the optical axis direction of the electron beam is the Z axis direction, and the direction orthogonal to the X axis and the Y axis is the Y axis.
The electron beam focused on the diaphragm 13 on the transmission electron detector 11 is transmitted through only a part of the central portion by the diaphragm 13 and detected by the transmission electron detector 11.
試料は、XYZ駆動機構7により、試料面平行方向(XY軸方向)に走査される。XY各点における透過電子の強度を読み込み、コンピュータによってXY位置情報と透過電子の強度から画像として出力することにより、共焦点暗視野STEM像を得る。 The sample is scanned in the direction parallel to the sample surface (XY axis direction) by the XYZ drive mechanism 7. A confocal dark field STEM image is obtained by reading the transmitted electron intensity at each XY point and outputting it as an image from the XY position information and the transmitted electron intensity by a computer.
また、1枚画像を取得するごとに、XYZ駆動機構7により試料をZ軸に移動し、各Z位置における走査像を取得することにより、三次元画像を得る。
(試料ホルダの全体構成)
図3、図4を用いて、試料ホルダ5の全体構成を説明する。図3は本実施形態の試料ホルダの斜視図、図4は図3のA方向からみた断面図である。これらの図において、試料ホルダ5の一方の端部側には、試料が載置される試料載置部21と、試料載置部21の試料をY軸を中心として傾斜させる傾斜機構23と、試料載置部21の試料をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に駆動するXYZ駆動機構24とが設けられている。試料ホルダ5の他方の端部側には、傾斜機構23を駆動するモータ25が設けられている。
Further, each time one image is acquired, the sample is moved to the Z axis by the XYZ drive mechanism 7, and a scanning image at each Z position is acquired to obtain a three-dimensional image.
(Overall configuration of sample holder)
The overall configuration of the sample holder 5 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a perspective view of the sample holder of the present embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view seen from the direction A in FIG. In these drawings, on one end side of the sample holder 5, a
さらに、傾斜機構23と、XYZ駆動機構24との間には、XYZ駆動機構24の動きが傾斜機構23を介してモータ25へ伝達するのを遮断するクラッチ27が設けられている。
(XYZ駆動機構)
図1、図2を用いてXYZ駆動機構24の説明を行う。図1は本実施形態の試料ホルダの斜視図である図3のB部分の拡大図、図2は図1の断面図である。
Further, a clutch 27 is provided between the
(XYZ drive mechanism)
The XYZ drive mechanism 24 will be described with reference to FIGS. 1 is a perspective view of the sample holder of the present embodiment, and is an enlarged view of a portion B in FIG. 3, and FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
これらの図において、試料載置部21は、XY平面上に開口31aを有する枠体31と、枠体31の開口内に設けられ、枠体31に対してY軸を中心に回転可能に設けられ、後述する傾斜機構によって駆動される試料傾斜台33とからなっている。
In these drawings, the
図2に示すように、枠体31の基部側には、第1ピエゾ素子取り付け部材35が取り付けられている。また、第1ピエゾ素子取り付け部材35とX軸方向に間隔を介して配置された第2ピエゾ素子取り付け部材37が試料ホルダ5に取り付けられている。
As shown in FIG. 2, a first piezo
第1ピエゾ素子取り付け部材35と、第2ピエゾ素子取り付け部材37との間には、一端側が第1ピエゾ素子取り付け部材35に取り付けられ、他端側が第2ピエゾ素子取り付け部材37に取り付けられ、X軸方向に延出する円筒状のチューブピエゾ素子39が設けられている。
Between the first piezo
このチューブピエゾ素子39は、駆動電圧の印加による収縮動作作用により、第1ピエゾ素子取り付け部材35を介して試料載置部21をX軸方向に駆動するようになっている。また、駆動電圧の印加による首振り作用により、第1ピエゾ素子取り付け部材35を介して試料載置部21をY軸、Z軸方向に駆動するようになっている。
(傾斜機構)
図1、図2、図5、図6を用いて傾斜機構23の説明を行う。図5は傾斜機構の作動を説明する図、図6は図1のC方向部分断面矢視図である。
The tube
(Tilt mechanism)
The
これらの図において、試料傾斜台33には、下方に行くほど径が小さくなる穴33aが形成され、この穴33aに試料が載置される。
また、図6に示すように、試料傾斜台33は、枠体31に取り付けられるピン32を用いて、Y軸を中心に回転可能となっている。また、ピン32は、穴33aの中心軸と交差するように設けられている。試料傾斜台33の回転端部には、長穴33bが形成されている。
In these drawings, a hole 33a whose diameter decreases as it goes downward is formed in the sample tilting table 33, and the sample is placed in the hole 33a.
As shown in FIG. 6, the sample tilting table 33 can be rotated around the Y axis by using a pin 32 attached to the frame 31. The pin 32 is provided so as to intersect the central axis of the hole 33a. An
図2、図5に示すように、枠体31には、X-Z平面上で、ピン40を用いて回転可能に設けられたベルクランク41が回転可能に設けられている。このベルクランク41は、試料載置部21側に延びるる第1アーム部41aと、X-Z平面上で第1アーム部41aと異なる方向へ延出する第2アーム部41bとを有している。
As shown in FIGS. 2 and 5, the frame body 31 is provided with a bell crank 41 rotatably provided on the XZ plane using a pin 40. The bell crank 41 includes a first arm portion 41a extending toward the
ベルクランク41の第1アーム部41aには、試料傾斜台33の長穴33bに嵌合するピン43が設けられている。よって、後述する駆動部によって、ベルクランク41が回転されると、試料傾斜台33は、ピン32を中心に上下方向に傾動することとなる。
The first arm portion 41 a of the bell crank 41 is provided with a pin 43 that fits into the
図2に示すように、第1ピエゾ素子取り付け部材35、第2ピエゾ素子取り付け部材37の中央部には、X軸方向に延びる穴35a、37aが形成されている。
ここで、傾斜機構のベルクランク41を回転駆動する駆動部を説明する。枠体31には、第1ピエゾ素子取り付け部材35の穴35aに対向する穴31bが形成されている。第1ピエゾ素子取り付け部材35の穴35aには、カム部材51がX軸を中心に回転可能に設けられている。このカム部材51は、第1ピエゾ素子取り付け部材35の穴35aに回転可能に嵌合する嵌合部51aと、嵌合部51aに連接され、枠体31の穴31bを挿通し、端面が外部に露出する斜切り円柱状のカム本体部51bと、嵌合部51aに連接され、モータ25方向に延出し、断面形状が略小判形の接続部51cとからなっている。カム本体部51bの外部に露出した端面51dは、YZ平面に対して傾斜した面となっている。
As shown in FIG. 2, holes 35 a and 37 a extending in the X-axis direction are formed at the center of the first piezo
Here, the drive part which rotationally drives the bell crank 41 of an inclination mechanism is demonstrated. A hole 31 b is formed in the frame 31 so as to face the
ベルクランク41の第2アーム部41bは、後述する付勢手段により、カム部材51の端面51dに押し当てられている。よって、カム部材51が回転すると、ベルクランク41が回転し、試料傾斜台33は、ピン32を中心に上下方向に傾動する。すなわち、カム部材51のカム本体部51bは、端面51dがカム面となった傾斜カムとして機能する。
The second arm portion 41b of the bell crank 41 is pressed against the
本実施形態例の付勢手段は、中間部がベルクランク41のピン40に巻回され、一方の端部側が枠体31に係止され、他方の端部側が試料傾斜台33に係止されたスプリング53である。このスプリング53の付勢力により、試料傾斜台33が長穴33bが形成された側の端部が下降し、ベルクランク41の第2アーム部41bがカム本体部(斜面カム)51bの端面(カム面)51dに押し当てられる。なお、本実施形態例では、ベルクランク41の第2アーム部41bには、ルビー球45が設けられ、このルビー球45が、カム本体部(斜面カム)51bの端面(カム面)51dに押接するようになっている。
In the biasing means of this embodiment, the intermediate portion is wound around the pin 40 of the bell crank 41, one end side is locked to the frame body 31, and the other end side is locked to the sample tilting table 33. Spring 53. Due to the urging force of the spring 53, the end of the sample tilting table 33 on the side where the
また、基端部がねじ55を用いて枠体31に取り付けられ、先端側がカム部材51のカム本体部51bの周面に押接する板ばね57により、カム部材51のX軸を中心とする回転が規制されている。
(クラッチ)
図2、図6、図7を用いて説明する。図7は図2のクラッチを説明する斜視図である。
The
(clutch)
This will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view for explaining the clutch of FIG.
これらの図において、モータ25の出力軸61は傾斜機構方向に延び、その端面にはすり割り溝61aが形成されている。このすり割り溝61aに、カム部材51の接続部51cが遊嵌している。図7に示すように、すり割り溝61aの内壁面において、周側の面は、すり割り溝61aの幅が中央部に比べて周側が広くなるように、中央部側の面に対して傾斜した面とされている。よって、接続部51cと、すり割り溝61aとの嵌合は、出力軸61の周方向に大きな遊びがある嵌合となっている。
In these drawings, the
そして、接続部51cがすり割り溝61aの内壁面に当接していない状態では、クラッチが切れた状態であり、XYZ駆動機構の動きが傾斜機構を介してモータ25へ伝達されない。また、すり割り溝61aの内壁面が接続部51cに当接している状態では、クラッチがつながった状態であり、モータ25の回転駆動力が、傾斜機構へ伝達される。
(作動)
ここで、上記構成の作動を説明する。
When the connecting
(Operation)
Here, the operation of the above configuration will be described.
1. 試料をX、Y、Z軸方向に走査する場合は、まず、カム部材51の接続部51cがすり割り溝61aの内壁面に当接しているかいないかを確認する。カム部材51の接続部51cがすり割り溝61aの内壁面に当接している場合には、モータ25を駆動して、出力軸61を回転しカム部材51の接続部51cがすり割り溝61aの内壁面に当接していない状態(クラッチを切った状態)とする。そして、XYZ駆動機構のチューブピエゾ素子39を駆動して、試料をX、Y、Z軸方向に走査する。
1. When scanning the sample in the X, Y, and Z axis directions, first, it is confirmed whether or not the connecting
2. 試料をY軸を中心として傾斜させる場合には、モータ25を駆動する。すると、接続部51cがすり割り溝61aの内壁面に当接し(クラッチをつないだ切った状態)、モータの回転駆動力は、傾斜機構へ伝達され、試料がY軸を中心として傾斜する。
2. When tilting the sample about the Y axis, the motor 25 is driven. Then, the connecting
このような構成によれば、以下のような効果が得られる。
(1) クラッチを切って、XYZ駆動機構の動きが傾斜機構を介してモータへ伝達するのを遮断することにより、XYZ駆動機構のチューブピエゾ素子39を駆動して、試料をX、Y、Z軸方向に走査できる。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
(1) By disengaging the clutch and blocking the movement of the XYZ drive mechanism from being transmitted to the motor via the tilt mechanism, the tube
また、クラッチをつないで、モータ25の動力を傾斜機構へ伝達することにより、傾斜機構を用いて試料を傾斜できる。
よって、試料が傾斜した状態で、共焦点暗視野STEM像、3次元断層像が得られる。
In addition, by connecting the clutch and transmitting the power of the motor 25 to the tilt mechanism, the sample can be tilted using the tilt mechanism.
Therefore, a confocal dark field STEM image and a three-dimensional tomographic image can be obtained with the sample tilted.
(2) ベルクランク41の第1アーム部41aの長さ(クランク長)を長く設定することで、傾斜機構の傾斜角の微調整が容易となる。逆に、ベルクランク41の第1アーム部41aの長さ(クランク長)を短く設定することで、傾斜機構の傾斜速度を上げることができ、短時間で試料を傾斜させることができる。 (2) By making the length (crank length) of the first arm portion 41a of the bell crank 41 longer, fine adjustment of the tilt angle of the tilt mechanism is facilitated. Conversely, by setting the length (crank length) of the first arm portion 41a of the bell crank 41 short, the tilt speed of the tilt mechanism can be increased and the sample can be tilted in a short time.
(3) 第1アーム部41a、第2アーム部41bを有するベルクランク41と、傾斜カムであるカム部材51と、ベルクランク41の第2アーム部41bをカム部材51のカム面である端面51dに押し当てるスプリング(付勢手段)53とを有することにより、スムーズな傾斜機構の作動を得ることができる。
(3) The bell crank 41 having the first arm portion 41a and the second arm portion 41b, the
(4) クラッチは、すり割り溝61aと、すり割り溝61aに対して周方向に遊びをもって嵌合する接続部51cとからなることにより、傾斜機構を駆動するモータ25を用いて、クラッチの駆動、すなわち、クラッチをつないだり、切ったりすることができる。
(4) The clutch includes a
なお、本発明は、上記実施形態に限定するものではない。上記実施形態では、以下のような変形が可能である。
(1) 上記実施形態例では、試料傾斜台33に長穴33b、ベルクランク41に長穴33bに係合するピン43を設けたが、逆に、ベルクランク41に長穴、試料傾斜台33に長穴に係合するピンを設けてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment. In the above embodiment, the following modifications are possible.
(1) In the above embodiment, the sample tilt table 33 is provided with the
(2) 上記実施形態例では、モータ25の出力軸61にすり割り溝61a、カム部材51にすり割り溝61aに遊嵌する接続部51cを設けたが、逆に、カム部材51にすり割り溝、モータ25の出力軸61にすり割り溝に遊嵌する接続部を設けてもよい。
(2) In the above embodiment, the
(3) 上記実施形態例では、傾斜機構のベルクランク41を駆動する駆動部として、傾斜カムを用いたが、図9に示すような構造でもよい。図9は傾斜機構を駆動する駆動部の他の形態を説明する図である。 (3) In the above embodiment, the tilt cam is used as the drive unit for driving the bell crank 41 of the tilt mechanism. However, the structure shown in FIG. 9 may be used. FIG. 9 is a diagram for explaining another form of the drive unit for driving the tilting mechanism.
カム部材51の嵌合部51aの周面には、おねじが形成されている。一方、回転が禁止された第1ピエゾ素子取り付け部材35の穴35aの内壁面には、嵌合部51aに形成されたおねじが螺合するめねじが形成されている。
A male screw is formed on the peripheral surface of the
よって、モータ25によりカム部材51が回転駆動されると、カム部材51はX軸に沿って移動し、ベルクランク41を回転させる。
Therefore, when the
21 試料載置部
23 傾斜機構
24 XYZ駆動機構
25 モータ
41 ベルクランク
51 カム部材
51c 接続部
53 スプリング
61 出力軸
61a すり割り溝
21
Claims (6)
前記試料ホルダの軸方向をX軸、
電子ビームの光軸方向をZ軸、
前記X軸、前記Y軸と直交する方向をY軸とした場合、
前記試料載置部の試料を前記Y軸を中心として傾斜させる傾斜機構と、
該傾斜機構を駆動するモータと、
前記XYZ駆動機構の動きが前記傾斜機構を介して前記モータへ伝達するのを遮断するクラッチと、
を有することを特徴とする試料ホルダ。 In a sample holder having an XYZ driving mechanism for driving a sample mounting portion on which a sample is mounted in the XYZ axial directions by a piezoelectric element,
The axial direction of the sample holder is the X axis,
The optical axis direction of the electron beam is the Z axis,
When the direction perpendicular to the X axis and the Y axis is the Y axis,
An inclination mechanism for inclining the sample of the sample mounting portion around the Y axis;
A motor for driving the tilt mechanism;
A clutch for blocking movement of the XYZ drive mechanism from being transmitted to the motor via the tilt mechanism;
A sample holder comprising:
前記試料載置部に儲けられ、前記試料が載置され、Y軸を中心に回転可能に設けられた試料傾斜台と、
X-Z平面上で回転可能に設けられたクランクと、
前記試料傾斜台の回転端部、前記クランクの回転端部うちのどちらか一方に設けられたピンと、
前記試料傾斜台の回転端部、前記クランクの回転端部うちの他方に設けられ、前記ピンが嵌合する長穴と、
前記モータによって駆動され、前記クランクを回転駆動する駆動部と、
からなることを特徴とする請求項1記載の試料ホルダ。 The tilt mechanism is
A sample tilting table provided on the sample mounting unit, on which the sample is mounted, and provided rotatably around the Y axis;
A crank provided rotatably on the XZ plane;
A pin provided on one of the rotating end of the sample tilting table and the rotating end of the crank;
A long hole provided in the other of the rotating end of the sample tilting table and the rotating end of the crank,
A drive unit that is driven by the motor and rotationally drives the crank;
The sample holder according to claim 1, comprising:
前記駆動部は、
前記X軸を中心として回転可能に設けられ、Y-Z平面側の端面が傾斜面となった斜面カムと、
前記ベルクランクの第2アームを前記斜面カムのカム面に押し当てる付勢手段と、
からなることを特徴とする請求項2記載の試料ホルダ。 The crank is a bell crank having a first arm connected to the sample mounting portion and a second arm extending in a direction different from the first arm on the XZ plane,
The drive unit is
An inclined cam provided rotatably about the X axis, and an end face on the YZ plane side is an inclined surface;
Biasing means for pressing the second arm of the bell crank against the cam surface of the inclined cam;
The sample holder according to claim 2, comprising:
前記駆動部は、
外周面におねじが形成され、前記モータによって、X軸を中心として回転駆動されるねじ部材と、
内周面にめねじが形成され、前記ねじ部材が螺合し、回転が禁止されたナット部材からなり、
前記ベルクランクの第2アームを前記ねじ部材の端面に押し当てる付勢手段と、
からなることを特徴とする請求項2記載の試料ホルダ。 The crank is a bell crank having a first arm connected to the sample mounting portion and a second arm extending in a different direction from the first arm on the XZ plane,
The drive unit is
A screw member is formed on the outer peripheral surface, and is rotated by the motor about the X axis;
A female screw is formed on the inner peripheral surface, the screw member is screwed together, and is composed of a nut member that is prohibited from rotating,
Biasing means for pressing the second arm of the bell crank against the end face of the screw member;
The sample holder according to claim 2, comprising:
前記モータ側の出力軸、前記傾斜機構側の入力軸のうちのどちらか一方の軸の端面に形成されたすり割り溝と、
前記モータ側の出力軸、前記傾斜機構側の入力軸のうちの他方の軸に形成され、前記すり割り溝に対して周方向に遊びをもって嵌合する接続部とからなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の試料ホルダ。 The clutch is
A slot formed on an end surface of one of the output shaft on the motor side and the input shaft on the tilt mechanism side;
A connecting portion formed on the other of the output shaft on the motor side and the input shaft on the tilt mechanism side and fitted with play in the circumferential direction with respect to the slit groove. Item 5. The sample holder according to any one of Items 1 to 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010039978A JP5351074B2 (en) | 2010-02-25 | 2010-02-25 | Sample holder and scanning transmission electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010039978A JP5351074B2 (en) | 2010-02-25 | 2010-02-25 | Sample holder and scanning transmission electron microscope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011175908A true JP2011175908A (en) | 2011-09-08 |
JP5351074B2 JP5351074B2 (en) | 2013-11-27 |
Family
ID=44688582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010039978A Active JP5351074B2 (en) | 2010-02-25 | 2010-02-25 | Sample holder and scanning transmission electron microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5351074B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102683145A (en) * | 2012-05-18 | 2012-09-19 | 中国科学院物理研究所 | Y-axis tilting device of specimen microscope stage for piezoelectric ceramics driven transmission electron microscope |
JP2013127859A (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Nagoya Institute Of Technology | Test sample measuring instrument and test sample measuring instrument control method |
WO2014054852A1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | 서울대학교산학협력단 | Holder device for electron microscope |
CN111024733A (en) * | 2019-12-25 | 2020-04-17 | 大连理工大学 | Transmission electron microscope double-inclined sample rod |
KR102649789B1 (en) * | 2023-08-25 | 2024-03-22 | 한국표준과학연구원 | Replaceable sample holder for electron microscope |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61116062U (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-22 | ||
JPH08106873A (en) * | 1994-10-04 | 1996-04-23 | Hitachi Ltd | Electron microscope device |
JPH11185686A (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Jeol Ltd | Sample holder, sample holding member fitting holder, and sample holding member |
JP2005044700A (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Jeol Ltd | Sample holder |
JP2008270056A (en) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | National Institute For Materials Science | Scanning transmission electron microscope |
-
2010
- 2010-02-25 JP JP2010039978A patent/JP5351074B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61116062U (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-22 | ||
JPH08106873A (en) * | 1994-10-04 | 1996-04-23 | Hitachi Ltd | Electron microscope device |
JPH11185686A (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Jeol Ltd | Sample holder, sample holding member fitting holder, and sample holding member |
JP2005044700A (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Jeol Ltd | Sample holder |
JP2008270056A (en) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | National Institute For Materials Science | Scanning transmission electron microscope |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013127859A (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Nagoya Institute Of Technology | Test sample measuring instrument and test sample measuring instrument control method |
CN102683145A (en) * | 2012-05-18 | 2012-09-19 | 中国科学院物理研究所 | Y-axis tilting device of specimen microscope stage for piezoelectric ceramics driven transmission electron microscope |
WO2014054852A1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | 서울대학교산학협력단 | Holder device for electron microscope |
US10312050B2 (en) | 2012-10-04 | 2019-06-04 | Snu R&Db Foundation | Holder device for electron microscope |
CN111024733A (en) * | 2019-12-25 | 2020-04-17 | 大连理工大学 | Transmission electron microscope double-inclined sample rod |
KR102649789B1 (en) * | 2023-08-25 | 2024-03-22 | 한국표준과학연구원 | Replaceable sample holder for electron microscope |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5351074B2 (en) | 2013-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5351074B2 (en) | Sample holder and scanning transmission electron microscope | |
US7999921B2 (en) | Geodesic measuring instrument with a piezo drive | |
JP2012245058A (en) | Endoscope apparatus | |
AU2014366503B2 (en) | Two dimensional forward scanning probe | |
JP6054728B2 (en) | Sample positioning device and charged particle beam device | |
WO2012120837A1 (en) | Endoscopic camera and endoscopic device | |
JP5011147B2 (en) | Diagnostic system | |
JP6403758B2 (en) | Ultrasonic probe | |
CN107076957B (en) | Solid immersion lens holder and image capturing device | |
JP4312199B2 (en) | Lens centering device | |
JP5798749B2 (en) | Sample holder and sample holder driving device | |
JP5589803B2 (en) | Imaging device support mechanism | |
JP3572976B2 (en) | Endoscope with objective lens moving mechanism | |
JP2012148063A (en) | Fiber scanning endoscope | |
JP5789758B2 (en) | Drive mechanism and camera device | |
JP2008023064A (en) | Bending device of coelom examination apparatus | |
CN210071657U (en) | Optical tomography hard arm probe | |
JP5784062B2 (en) | Endoscope device | |
JP3208956U (en) | Scanning probe microscope | |
WO2012127549A1 (en) | Endoscope | |
JP6268063B2 (en) | Endoscope device | |
JP2020071163A (en) | Surface analyzer | |
JP2012148062A (en) | Fiber scanning endoscope | |
WO2010125723A1 (en) | Camera device | |
JP2015146910A (en) | Optical scanning endoscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20111110 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121116 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130513 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130521 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130719 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130814 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130822 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5351074 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |