JP4262722B2 - 電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子顕微鏡、詳しく言えば、電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置に関するものである。

周知技術では、電子顕微鏡を操作して物体を観察する際、電子顕微鏡内の試料腔室は真空環境に限定されるため、観察対象物は非発揮性固体でなければ観察を行うことができない。発揮性物体、例えば、液体または気体の流体物質の場合、真空試料腔室に入れられると、大量の気体が発生するため、電子束が物体を通過して回折するか、或いは、結像することができないだけでなく、顕微鏡電子銃などの高真空区域における真空度が低下するか、或いは、汚染される事態が発生し、電子顕微鏡を損壊する事態を招く。

上述のように、真空環境に制限されるため、従来の電子顕微鏡は、固体物質の構造あるいは脱水乾燥した生物細胞（例えば、原核細胞Prokaryoteの細菌または真核細胞eukaryoteの動植物）、ウィルスなどの生物組織を試料腔室内に入れることによってのみ観察可能であり、流体試料または流体環境下で生理機能を有する細胞またはウィルスなどを観察することはできない。さらに、１気圧の流体環境下で細胞内または細胞間の様々な細胞小器官の働き、例えば、細胞核内ＤＮＡ転写（transcription）ＲＮＡ、ＲＮＡ転移（translation）タンパク質（protein）、細胞質内微小管（microtubules）などの生物化学反応過程と、神経筋肉接合（neuromuscular junction）箇所での伝導生理（physiology of transudation）制御などの生命現象過程を観察することはできない。

したがって、生体細胞または生体組織を内部に入れ、かつ電子顕微鏡内の観察に用いることが可能である装置が求められている。現今、一部の研究者、例えば、Cai P. L.は電子顕微鏡において提供可能な観測環境を提出している（非特許文献１参照）。その欠点は、試料室の圧力を常圧に近い状態または圧力の比較的高い状態に維持して観察と分析を進めることができず、液体が平衡した安定状態を維持するため、急速に揮発してしまうことである。したがって、液体を持続的に補充することが必要である。しかし、このようなプロセスのため、観測対象物は試料の流動が頻発し、新しい試料と古い試料の混合が均質でなくなるという問題が発生するため、観測の信頼性が影響を受ける。また、大量揮発した高圧蒸気または外界から気体室に注入された高圧気体が上下極片の間の空間全体に充満しているため、電子が大量の気体分子に衝撃を与えて生成した多重散乱を深刻化させると同時に、電子ビームによる結像または電子回折の実験をスムーズに進行させることができない。かつその試料槽の設計では、液体の注入量を有効に制御できない。したがって、液体の厚さが厚くなりすぎてしまうため、電子ビームが試料を透過できなくなり、観察と分析ができなくなる。

また、その設計は顕微鏡の本体を分解しないと部品を装着できないものであるため、量産の可能性があまり高くない。
上述の欠点に鑑みて、本発明者は、試作と実験を繰り返した結果、前述の問題を解決可能であるだけでなく、一般の試料または生体細胞を置くのに用いられ、かつ電子顕微鏡の観察に応じることが可能である本発明を完成させた。

Cai P. L.,Microscopy & Microanalysis ８，２１，２００２

本発明の主な目的は、一般の試料または生体細胞を置くのに用いられ、かつ電子顕微鏡の観察に応じることが可能である電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、厚さが極めて薄く、高解像度の電子顕微鏡における両極片の間の間隔による制限を受けることなく、高解像度の電子顕微鏡の観測に適用可能である電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置を提供することである。
本発明のまたもう一つの目的は、内部に液体または気体を注入する際に、蒸気または液体が漏洩して大量の気体を生成するという問題が発生せず、観察が容易で明瞭である電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置を提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明による電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置は、ハウジングを備える。ハウジングは、少なくとも二枚の隔離板により内部が分割され、一つの収容室と、収容室の下方に位置する一つの気体室と、気体室の下方に位置する少なくとも一つの緩衝室とを形成し、収容室の頂面にはハウジングに配置される観察孔を少なくとも一つ有し、収容室の底面には気体室に繋がるように隔離板に配置される観察孔を少なくとも一つ有し、気体室の底面には緩衝室に繋がるように別の隔離板に配置される気孔を少なくとも一つ有し、緩衝室の底面には外部に繋がるようにハウジングに配置される外孔を少なくとも一つ有し、また、収容室の上下方の二つの観察孔と気孔と外孔とは同軸であり、上方に位置する観察孔は薄膜により封じられるように設けられている。また、ハウジングは気体室の一側に注気孔を少なくとも一つ有し、緩衝室の一側に抽気孔を少なくとも一つ有する。これにより、電子顕微鏡に観測環境を提供する目的を達成し、明瞭な観察結果を得ることが可能となる。
本発明の三つの実施例において掲示される観測孔、気孔及び外孔に別々に位置するあらゆる薄膜状態は、半密閉式観測環境形成装置である。

以下、本発明の構造と特徴を下記の三つの実施例と図面に基づき説明する。まず、図面の説明は次の通りである。
図１は、本発明の第一実施例の斜視図である。
図２は、本発明の第一実施例の断面図である。

図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄは、本発明の第一実施例の薄膜状態を示す模式図である。
図４は、本発明の第一実施例の操作状態を示す模式図である。
図５は、ハウジングと蓋体と座体とを組み合わせた後の本発明の第一実施例の断面図である。

図６は、ハウジングに斜面隔離板を増設した後の本発明の第一実施例の断面図である。
図７は、試料治具を配置した後の本発明の第一実施例の断面図である。
図８は、別の種類の試料治具を配置した後の本発明の第一実施例の断面図である。
図９は、本発明の第二実施例の断面図である。

図１０は、本発明の第二実施例の操作状態を示す模式図である。
図１１は、試料治具を配置した後の本発明の第二実施例の断面図である。
図１２は、本発明の第三実施例の断面図である。
図１３は、本発明の第三実施例の操作状態を示す模式図である。
図１４は、本発明の第三実施例の薄膜を異なる位置に配置している状態を示す模式図である

図１から図３Ａに示すように、本発明の第一実施例による電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置１０は、ハウジング１１を備える。
ハウジング１１は、少なくとも二枚の隔離板１２により内部が分割され、一つの収容室１３と、収容室１３の下方に位置する一つの気体室１４と、気体室１４の下方に位置する一つの緩衝室１５とを形成し、収容室１３の頂面にはハウジング１１に配置される観察孔１３１を少なくとも一つ有し、収容室１３の底面には気体室１４に繋がるように隔離板１２に配置される観察孔１３１を少なくとも一つ有し、気体室１４の底面には緩衝室１５に繋がるように別の隔離板１２に配置される気孔１４１を少なくとも一つ有し、緩衝室１５の底面には外部に繋がるようにハウジング１１に配置される外孔１５１を少なくとも一つ有し、また、収容室１３の上下方の二つの観察孔１３１と気孔１４１と外孔１５１とは同軸である。また、観察孔１３１の直径は５μｍから５００μｍの間であり、特に、５０μｍが好ましい。また、上方に位置する観察孔１３１は薄膜１３２により封じられるように設けられ、薄膜１３２は収容室１３に近い観察孔１３１の一端に配置され、その材質は非結晶性炭素膜または弾性のある高分子膜などの非結晶性薄膜であり、厚さは１００ナノ（ｎｍ）から２０ナノ（ｎｍ）の間である。また、薄膜１３２は少なくとも一つの端面に複数のリブ１３３を有し、本実施例では、これらのリブ１３３は相互交差するように配置されることで、薄膜１３２の強度を強化可能であるため、薄膜は破れることなく、１大気圧の圧力の差に耐えることが可能となる。かつ薄膜１３２とこれらのリブ１３３は、周知のマイクロリソグラフィ法によりハウジング１１と一体成型するか、或いは、観察孔を有するハウジングの壁と一体成型することが可能である。また、ハウジング１１は、気体室１４の一側に注気孔１４２を少なくとも一つ有する。また、ハウジング１１は、緩衝室１５の一側に抽気孔１５２を少なくとも一つ有する。また、ハウジング１１は、収容室１３の一側に注入孔１３４と他側に流出孔１３５とを有する。

本実施例では、観察孔１３１の断面構造は外が大きく、内が小さい錐状を呈し、かつ観察孔１３１の壁と隔離板１２の表面は疎水または超疎水処理が施されている。例えば、直径が数百ナノ以内の柱状物（pillar）をたくさん生成し、その表面に疎水性のある自己組成単分子膜（self-assembly monomolecular layer）を付けることにより、水滴と表面の接触角度（contact angle）を１５０度以上にし、水が付着しないような排水性を達成することが可能である。半密閉式観測環境形成装置１０に試料９９を置く場合、液体と観察待ちの試料９９（例えば、生体細胞）を一体成型のハウジング１１の注入孔１３４から収容室１３に注入し、かつ流出孔１３５により注入した液体、蒸気または気体を適当な時に流すことにより、圧力を調節することが可能である。また、観察孔１３１から漏洩した液体試料は、観察孔１３１壁と隔離板１２の超疎水表面により排斥され、かつハウジング１１が縦に設置されている場合、注気孔１４２から流れる。また、液体を注入する別の方法、例えば、液体試料が観察孔１３１から漏洩することを避けるために、操作の際、所定の圧力の窒素、酸素、二酸化炭素、不活性気体などの特定気体を気体室１４内に供給し、かつ特定気体の圧力と収容室１３内に注入した液体の圧力の差を収容室１３内の液体溶液の臨界溢漏圧力（Keller S. et., al., Journal of Food Protectiom ６６，１２６０，２００３）以下にするか、或いは、それと一致させるように制御する方法により、注入した液体試料を観察孔１３１から流れさせず、収容室１３内を循環流動させるように維持することが可能である。また、観察を行う場合、実験の需要に応じて収容室１３内の液体試料の流動を停止させることが可能である。また、注入孔１３４から水を入れたり、水を抜き出したりすることにより、収容室１３内の液体試料の量と圧力を制御することが可能である。観察待ちの試料９９が生体細胞である場合、収容室１３に培養液または蒸気を注入し、薄膜１３２または収容室１３内壁面に生体細胞の試料９９を固定する。固定方法は、薄膜１３２または収容室１３内壁面に右旋性のポリ−Ｄ−リシン（poly-d-lysine）類の細胞固定剤を塗布することである。また、本実施例は、これらのリブ１３３を交差させるように薄膜１３２の上に配置する方法（図３Ａに示す通り）の他に、図３Ｂから図３Ｄに示すように、平行、同心円または放射状で薄膜１３２の上に配置する方法を採用することも可能であり、また、薄膜１３２とリブ１３３は周知のマイクロリソグラフィ法により製造することが可能である。

図４と図２に示すように、観察の際に、半密閉式観測環境形成装置１０を電子顕微鏡９０の中に装着する。このような半密閉式観測環境形成装置１０は、厚さが極めて薄く、高解像度の電子顕微鏡（high resolution transmission electron microscope, ＨＲＴＥＭ）における両極片の間の極めて狭い間隔による制限を受けることなく、高解像度の電子顕微鏡の観測に適用可能である。続いて、注入孔１３４から収容室１３に液体と試料９９または生体細胞を注入し、注気孔１４２から気体室１４に所定の圧力の蒸気、例えば、総圧力が１大気圧である飽和水蒸気（または未飽和水蒸気）と特定気体との混合気体を供給する。特定気体は窒素、酸素、二酸化炭素、不活性気体などのいずれでも可能であり、気体室１４内の水蒸気は収容室１３内の水の蒸発速度を抑制可能である。一方、１大気圧の特定気体を気体室１４内に供給し、かつ特定気体の圧力と収容室１３内の水溶液の圧力の差を収容室１３内の水溶液の臨界溢漏圧力（Keller S. et., al., Journal of Food Protection ６６，１２６０，２００３）以下にするか、或いは、それと一致させるように制御することにより、収容室１３内の溶液を観察孔１３１から漏洩させないように蒸気形態で気体室１４へ徐々に揮発させ、気体室１４内の気体と蒸気は気孔１４１から緩衝室１５に拡散することが可能である。続いて、緩衝室１５から気体を持続的に抜き出すことにより、気体室１４から緩衝室１５へ拡散した蒸気と気体を外孔１５１から外部へ拡散させないように抜き出す。観察の際に、電子顕微鏡９０の電子ビーム（図中未表示）を外孔１５１、気孔１４１及び観察孔１３１から透過させることにより、収容室１３内の試料９９（例えば、生体細胞）を観察することが可能である。また、薄膜１３２の配置により、収容室１３内の液体をハウジング１１の外部に漏洩させることを防止し、かつ緩衝室１５に位置する気体と蒸気を外孔１５１からハウジング１１の外部へ拡散させないように抽気孔１５２から抜き出すことが可能であるため、電子顕微鏡９０内の真空環境を破壊する事態が発生しない。これにより、生体細胞試料９９または別の試料を観察する効果を達成することが可能となる。

図２に示すように、ハウジング１１を一体成型することが可能である。また、図５に示すように、蓋体１１１と座体１１２とをハウジング１１に組み合わせることも可能であり、蓋体１１１と座体１１２との間は接着剤（図中未表示）により接合することが可能である。

また、本実施例は、図６に示すように、ハウジング１１の厚さを増やさない条件下で緩衝室１５内部に斜面隔離板１５３を配置することで、緩衝室１５内部を分割して一つの副緩衝室１６を形成することが可能であり、副緩衝室１６は側辺に抽気孔１６１を有するため、多層の緩衝室１５と緩衝室１６の構造により層を変わるごとに圧力が減る効果を達成し、かつハウジング１１内の気体室１４の圧力を１大気圧以上になるように操作し、気体と蒸気をハウジング１１の外部に漏洩させないように確保することが可能である。

図７に示すように、本実施例は、主な構造と試料治具９２（Specimen Holder）をまとめて結合させ、試料治具９２に応じるように収容室１３’と気体室１４’と緩衝室１５’とを成型することも可能である。図７に示すのは、第一実施例の構造と治具とを組み合わせる実施と操作状態であり、ボックス１９から構成される収容室１３’を試料治具９２に装着し、そののち、ボックス１９と試料治具９２とを統合し、それをハウジング１１’に配置し、収容室１３’上方の観察孔１３１’に薄膜１３２’を配置し、緩衝室１５’と気体室１４’をハウジング１１内部に配置することである。図７に掲示される構造の操作方法は、前述の操作方法と同じであるため、説明を省く。

また、図７に示すのは、前述の第一実施例とだいたい同じ別の状態であり、ボックス１９”内部に形成される収容室１３”と気体室１４”を試料治具９２に装着し、そして、試料治具９２をハウジング１１”に配置することである。収容室１３’上方の観察孔１３１’に薄膜１３２’を配置し、緩衝室１５’と気体室１４’をハウジング１１内部に配置することである。ボックス１９”内の収容室１３”と気体室１４”は周知のマイクロリソグラフィにより製造することが可能であり、このような方法は気体室１４”の厚さを極めて薄くすることで電子ビームが気体室を透過して電子多重乱射を生成するという問題を減少させることが可能である。また、本実施例は、前述の図２と図４に示す実施例と比べて緩衝室１５”が増加するため、気体室１４”内の気体圧力を圧力がさらに高い環境になるように操作することが可能となる。図８に掲示される構造の操作方法は、前述の操作方法と同じであるため、説明を省く

また、図９に示すように、本発明の第二実施例による電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置２０は、ハウジング２１を備える。
ハウジング２１は、少なくとも二枚の隔離板２２により内部が分割され、一つの収容室２３と、収容室２３の上下方に分布する少なくとも一つの気体室２４と、気体室２４の下方に位置する一つの緩衝室２５とを形成し、収容室２３の頂面と底面には気体室２４に繋がるように隔離板２２に配置される少なくとも一つの観察孔２３１を別々に有し、気体室２４の頂面と底面には緩衝室２５に繋がるように別の隔離板２２に配置される少なくとも一つの気孔２４１を別々に有し、緩衝室２５の底面には外部に繋がるようにハウジング２１に配置される外孔２５１を少なくとも一つ有し、また、収容室２３の上下方に位置する二つの観察孔２３１、気体室２４の上下方に位置する二つの気孔２４１および外孔２５１は同軸であり、また、上方に位置する気孔２４１は薄膜２４２により封じられるように設けられ、薄膜２４２は気体室２４に近い気孔２４１の一端に配置される。また、ハウジング２１は、気体室２４の一側に注気孔２４３を少なくとも一つ有する。また、ハウジング２１は、緩衝室２５の一側に抽気孔２５２を少なくとも一つ有する。また、ハウジング２１は、収容室２３の一側に注入孔２３４と、収容室２３の他側に流出孔２３５を有する。

第二実施例の操作の際、図９と図１０に示すように、電子顕微鏡９０に装着している状態と操作状態は前述の第一実施例とだいたい同じである。主な違いは、第二実施例のほうが第一実施例より上方に位置する気体室２４が多く、薄膜２４２（図９に示す通り）が最上方の気孔２４１に配置されることである。また、収容室２３、気体室２４及び緩衝室２５の操作は、前述の第一実施例と同じであるため、説明を省く。

また、第二実施例は、図６に示すような配置方法により、ハウジング２１の厚さを増やさない条件下で緩衝室２５内部に斜面隔離板（図中未表示）を配置することで、緩衝室２５内部を分割して一つの副緩衝室（図中未表示）を形成することが可能であるため、多層の緩衝室を形成することにより、層を変わるごとに圧力が減る効果を達成し、かつハウジング内の気体室の圧力を圧力がさらに高い環境になるように操作することが可能となる。

また、図１１に示すように、本実施例は、主な構造と試料治具９２（Specimen Holder）をまとめて結合させることで、ボックス２９内部に形成される収容室２３’と気体室２４’を試料治具９２に装着し、そののち、試料治具９２とハウジング２１との取り組みにより、緩衝室２５’を二つ形成することである。これにより、前述の図９に示すような構造を生成し、図７に示すような状態で操作することが可能である。かつ図１１に掲示される構造は図７に掲示される構造より緩衝室が一つ多いため、ボックス２９内の気体室２４’の圧力を圧力がさらに高い環境になるように操作することが可能となる。

また、図１２に示すように、本発明の第三実施例による電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置３０は、ハウジング３１を備える。
ハウジング３１は、少なくとも二枚の隔離板３２により内部が分割され、一つの収容室３３と、収容室３３の上下方に分布する少なくとも一つの気体室３４と、気体室３４の上下方に分布する少なくとも一つの緩衝室３５とを形成し、収容室３３の頂面と底面には気体室３４に繋がるように隔離板３２に配置される少なくとも一つの観察孔３３１を別々に有し、気体室３４の頂面と底面には緩衝室３５に繋がるように別の隔離板３２に配置される少なくとも一つの気孔３４１を別々に有し、緩衝室３５の頂面と底面には外部に繋がるようにハウジング３１に配置される外孔３５１を少なくとも一つ有し、また、収容室３３上下方に位置する二つの観察孔３３１、気体室３４上下方に位置する二つの気孔３４１および緩衝室３５上下方に位置する外孔３５１は同軸であり、また、上方に位置する外孔３５１は薄膜３５２により封じられるように設けられ、薄膜３５２は緩衝室３５に近い外孔３５１の一端に配置される。また、ハウジング３１は、気体室３４の一側に注気孔３４２を少なくとも一つ有する。また、ハウジング３１は、緩衝室３５の一側に抽気孔３５３を少なくとも一つ有する。また、ハウジング３１は、収容室３３の一側に注入孔３３４と、収容室３３の他側に流出孔３３５とを有する。

第三実施例の操作の際、図１３に示すように、電子顕微鏡９０に装着している状態と操作状態は前述の第二実施例とだいたい同じである。主な違いは、第三実施例のほうが第二実施例より上方に位置する緩衝室３５が多く、薄膜３５２（図１２に示す通り）が最上方の外孔３５１に配置されることである。また、収容室３３、気体室３４及び緩衝室３５の操作は、前述の第一実施例と同じであるため、説明を省く。

また、第三実施例は、図６に示すような配置方法により、ハウジング３１の厚さを増やさない条件下で緩衝室３５内部に斜面隔離板（図中未表示）を配置することで、緩衝室３５内部を分割して一つの副緩衝室（図中未表示）を形成することが可能であるため、多層の緩衝室を形成することにより、層を変わるごとに圧力が減る効果を達成し、かつハウジング内の気体室の圧力を圧力がさらに高い環境になるように操作することが可能となる。

前述の三つの実施例は、本発明が例を挙げ、薄膜を異なる位置に配置している状態を掲示するものであるため、本発明の範囲を限定することはできない。第三実施例に関わる図１２に示すような構造を例とする場合、薄膜を外孔に配置することが可能であるだけでなく、観察孔と気孔のいずれか一つに薄膜を配置するか、或いは、観察孔、気孔または外孔などの全部またはそのうちの任意の二つに薄膜を配置するか、或いは、薄膜を上方に配置するとは限らず、下方に配置することも可能である。また、図１４に示すように、第三実施例による構造では、薄膜３５２は上方の観察孔３３１と下方の気孔３４１に配置することが可能であるため、同様に半密閉の効果を果たし、前述の実施例と同じ効果と操作方法を有することが可能である。

前述の実施例により掲示される薄膜の配置位置は、説明のための例に過ぎないため、収容室、気体室または緩衝室などのいずれか一つに近い一端であるとは限らない。したがって、同等の変化は本発明の請求範囲に属するべきである。
また、前述の実施例では、収容室は生体細胞試料を置くのに用いることが可能であり、生体細胞試料は収容室の壁面または内側壁面に固定するか、或いは、第一実施例に示すように、観察孔に配置される薄膜に固定することが可能である。固定方法は、薄膜または収容室の内壁面に周知の右旋性のポリ−Ｄ−リシン（poly-d-lysine）類の細胞固定剤を塗布することである。

上述の通り、本発明の長所は、次の通りである。
一、試料または生体細胞の観察に用いる環境を提供可能である。本発明は、収容室に一般の試料または生体細胞を置き、それを電子顕微鏡の観察に用いることが可能であるため、周知の技術のように生体細胞を観測することができないという問題を解決することが可能となる。

二、電子顕微鏡を損壊する事態が発生しない。本発明は、収容室に液体または気体を注入する場合、気体室または緩衝室により減圧と抽気効果を達成することで、緩衝室から蒸気を完全に抜き出し、ハウジング内の蒸気を漏洩させることを防止することが可能であるため、観察が容易で明瞭になるだけでなく、電子顕微鏡を損壊する事態が発生しない。

三、本発明による半密閉式観測環境形成装置は、ハウジングの厚さが極めて薄いため、高解像度の電子顕微鏡（high resolution transmission electron microscope, ＨＲＴＥＭ）における両極片の間の極めて狭い間隔により制限されることはない。
本発明により掲示されるユニットは説明のための例に過ぎず、本発明の範囲を限定することができないため、本発明の請求範囲に基づいて同等の変化と運用をすることは本発明の請求範囲に属するべきである。

本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置を示す斜視図である。 本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置を示す断面図である。 本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の薄膜状態を示す模式図である。 本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の薄膜状態を示す模式図である。 本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の薄膜状態を示す模式図である。 本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の薄膜状態を示す模式図である。 本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の操作状態を示す模式図である。 本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置のハウジングと蓋体と座体とを組み合わせた状態を示す断面図である。 本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置のハウジングに斜面隔離板を増設した状態を示す断面図である。 本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の試料治具を配置した状態を示す断面図である。 本発明の第一実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の別の種類の試料治具を配置した状態を示す断面図である。 本発明の第二実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置を示す断面図である。 本発明の第二実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の操作状態を示す模式図である。 本発明の第二実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の試料治具を配置した状態を示す断面図である。 本発明の第三実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置を示す断面図である。 本発明の第三実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の操作状態を示す模式図である。 本発明の第三実施例による電子顕微鏡の半密閉式観測環境形成装置の薄膜を異なる位置に配置している状態を示す模式図である。

符号の説明

１０ 電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置、１１ ハウジング、１１’ ハウジング、１１” ハウジング、１２ 隔離板、１３ 収容室、１３’ 収容室、１３” 収容室、１４ 気体室、１４’ 気体室、１４” 気体室、１５ 緩衝室、１５’ 緩衝室、１５” 緩衝室、１６ 副緩衝室、１９ ボックス、１９” ボックス、２０ 電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置、２１ ハウジング、２２ 隔離板、２３ 収容室、２３’ 収容室、２４ 気体室、２４’ 気体室、２５ 緩衝室、２５’ 緩衝室、２９ ボックス、３０ 電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置、３１ ハウジング、３２ 隔離板、３３ 収容室、３４ 気体室、３５ 緩衝室、９０ 電子顕微鏡、９２試料治具、９９ 試料、１１１ 蓋部、１１２ 座体、１３１ 観察孔、１３１’ 観察孔、１３２ 薄膜、１３２’ 薄膜、１３３ リブ、１３４ 注入孔、１３５ 流出孔、１４１ 気孔、１４２ 注気孔、１５１ 外孔、１５２ 抽気孔、１５３ 斜面隔離板、１６１ 抽気孔、２３１ 観察孔、２３４ 注入孔、２３５ 流出孔、２４１ 気孔、２４２ 薄膜、２４３ 注気孔、２５１ 外孔、２５２ 抽気孔、３３１ 観察孔、３３４ 注入孔、３３５ 流出孔、３４１ 気孔、３４２ 注気孔、３５１ 外孔、３５２ 薄膜、３５３ 抽気孔

Claims (14)

1. ハウジングを備える電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置であって、
   ハウジングは、少なくとも二枚の隔離板により内部が分割され、一つの収容室と、収容室の下方に位置する一つの気体室と、気体室の下方に位置する少なくとも一つの緩衝室とを形成し、収容室の頂面にはハウジングに配置される観察孔を少なくとも一つ有し、収容室の底面には気体室に繋がるように隔離板に配置される観察孔を少なくとも一つ有し、気体室の底面には緩衝室に繋がるように別の隔離板に配置される気孔を少なくとも一つ有し、緩衝室の底面には外部に繋がるようにハウジングに配置される外孔を少なくとも一つ有し、収容室の上下方の二つの観察孔と気孔と外孔とは同軸であり、上方に位置する観察孔は薄膜により封じられるように設けられ、ハウジングは気体室の一側に注気孔を少なくとも一つ有し、緩衝室の一側に抽気孔を少なくとも一つ有することを特徴とする電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
2. 観察孔の直径は、５μｍから５００μｍの間であることを特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
3. 薄膜は、観察孔の収容室に近い側の端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
4. 薄膜は、少なくとも一つの端面に複数のリブを有することを特徴とする請求項３に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
5. リブは、薄膜の上に平行、交差、同心円または放射状を呈するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
6. 薄膜は、マイクロリソグラフィ法によりハウジングと一体成型されていることを特徴とする請求項３に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
7. リブと薄膜は、一体成型であることを特徴とする請求項６に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
8. ハウジングは、収容室の一側に注入孔と、他側に流出孔とを有することを特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
9. ハウジングを備える電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置であって、
   ハウジングは、少なくとも二枚の隔離板により内部が分割され、一つの収容室と、収容室の上下方に収容室を囲んで分布する少なくとも一つの気体室と、気体室の下方に位置する一つの緩衝室とを形成し、収容室の頂面と底面には気体室に繋がるように隔離板に配置される少なくとも一つの観察孔を別々に有し、気体室の頂面と底面には緩衝室に繋がるように別の隔離板に配置される少なくとも一つの気孔を別々に有し、緩衝室の底面には外部に繋がるようにハウジングに配置される外孔を少なくとも一つ有し、収容室の上下方に位置する二つの観察孔と気体室の上下方に位置する二つの気孔および外孔は同軸であり、上方に位置する気体孔は薄膜により封じられるように設けられ、ハウジングは気体室の一側に注気孔を少なくとも一つ有し、緩衝室の一側に抽気孔を少なくとも一つ有することを特徴とする電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
10. 薄膜は、気孔の気体室に近い側の端部に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
11. ハウジングは、収容室の一側に注入孔と、ハウジングの他側に流出孔とを有することを特徴とする請求項９に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
12. ハウジングを備える電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置であって、
    ハウジングは、少なくとも二枚の隔離板により内部が分割され、一つの収容室と、収容室の上下方に収容室を囲んで分布する少なくとも一つの気体室と、気体室の上下方に気体室を囲んで分布する少なくとも一つの緩衝室とを形成し、収容室の頂面と底面には気体室に繋がるように隔離板に配置される少なくとも一つの観察孔を別々に有し、気体室の頂面と底面には緩衝室に繋がるように別の隔離板に配置される少なくとも一つの気孔を別々に有し、緩衝室の頂面と底面には外部に繋がるようにハウジングに配置される外孔を少なくとも一つ有し、収容室の上下方に位置する二つの観察孔と気体室の上下方に位置する二つの気孔および緩衝室の上下方に位置する二つの外孔は同軸であり、上方に位置する外孔は薄膜により封じられるように設けられ、ハウジングは気体室の一側に注気孔を少なくとも一つ有し、緩衝室の一側に抽気孔を少なくとも一つ有することを特徴とする電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
13. 薄膜は、外孔の緩衝室に近い側の端部に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。
14. ハウジングは、収容室の一側に注入孔と、収容室の他側に流出孔とを有することを特徴とする請求項１２に記載の電子顕微鏡用の半密閉式観測環境形成装置。

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