JP7189529B2 - Environmental cell and its manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、走査電子顕微鏡環境による試料の観察の際に、試料を設置する環境セルと、その製造方法に関する。 The present invention relates to an environmental cell in which a sample is placed when observing the sample in a scanning electron microscope environment, and a method of manufacturing the same.

観察対象の試料の拡大像を得る手段として、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）等が用いられている。走査電子顕微鏡は、試料に対して電子線を照射することにより、その試料から発生する二次電子、その試料において反射する電子（反射電子）を検出して画像化する仕組みとなっている。透過電子顕微鏡は、試料に対して電子線を照射し、その試料を透過した電子を検出して画像化する仕組みとなっている。 Scanning electron microscopes (SEM), transmission electron microscopes (TEM), etc. are used as means for obtaining magnified images of samples to be observed. A scanning electron microscope has a mechanism of detecting and imaging secondary electrons generated from a sample and electrons reflected from the sample (backscattered electrons) by irradiating the sample with an electron beam. A transmission electron microscope has a mechanism of irradiating a sample with an electron beam and detecting and imaging the electrons transmitted through the sample.

従来の電子顕微鏡を用いて生体や液体を観察する場合、それらの試料を真空中で保持することが難しいため、環境セルに封入して行われる（特許文献１）。電子線は、環境セルに設けられた窓部と、窓部と試料との間に存在する空気中を経由して試料に照射される。この窓部は、Ｓｉ３Ｎ４等の隔膜で構成されている。つまり、電子線は、隔膜および空気を透過して試料に照射されることになる。 When observing a living body or liquid using a conventional electron microscope, it is difficult to keep the sample in a vacuum, so the sample is enclosed in an environmental cell (Patent Document 1). The electron beam irradiates the sample through a window provided in the environmental cell and air present between the window and the sample. This window is composed of a diaphragm such as Si 3 N 4 . In other words, the electron beam passes through the diaphragm and the air and irradiates the sample.

特開２０１１－１７５８０９号公報JP 2011-175809 A

しかしながら、電子源から試料に向かって照射された電子線は、隔膜および空気を透過する際に散乱されてしまう。そのため、試料に対して、所定の信号強度、プローブサイズ（大きさ）の電子線を照射することが難しい。また、透過電子、反射電子、あるいは二次電子も、隔膜、空気を透過する際に散乱されてしまうため、試料の本来の状態を反映する信号強度、信号スペクトルの電子を正確に検出することが難しい。したがって、従来構造の環境セルを用いる場合、生体や液体の状態を正確に反映させた画像を得ることは難しい。 However, the electron beam emitted from the electron source toward the sample is scattered when passing through the diaphragm and air. Therefore, it is difficult to irradiate the sample with an electron beam having a predetermined signal intensity and a probe size. In addition, since transmitted electrons, reflected electrons, and secondary electrons are also scattered when they pass through the diaphragm and air, it is impossible to accurately detect electrons with signal intensity and signal spectrum that reflect the original state of the sample. difficult. Therefore, when using an environmental cell with a conventional structure, it is difficult to obtain an image that accurately reflects the state of a living body or liquid.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、試料台を加工して得られる環境セルであって、試料に対して入射する電子線、試料を透過する電子、試料で反射する電子、試料から発生する二次電子の散乱を防ぐことが可能な、環境セルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an environmental cell obtained by processing a sample table, which comprises an electron beam incident on a sample, electrons transmitted through the sample, electrons reflected by the sample, An object of the present invention is to provide an environmental cell capable of preventing the scattering of secondary electrons generated from a cell.

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

（１）本発明の一態様に係る環境セルは、電子顕微鏡に設置する試料固定用の環境セルであって、平坦な一面を有する基材と、前記基材の一面側に載置された試料を覆うグラフェンシートと、を有し、前記グラフェンシートの前記試料側の面のうち、少なくとも電子透過部が前記試料に接触し、前記電子透過部を囲み、電子透過部から離間した周縁部が、前記基材の一面に接着されている。
（２）前記（１）に記載の環境セルにおいて、前記グラフェンシートの前記試料側の面のうち、前記電子透過部を除いた残部が、前記基材の一面に接着されていることが好ましい。
（３）前記（１）に記載の環境セルにおいて、前記基材と前記グラフェンシートとで挟まれた空間において、前記試料を囲むスペーサーが、前記基材の一面に載置されており、前記スペーサーの厚みが、前記試料から離れるにつれて減少していることが好ましい。
（４）前記（１）～（３）のいずれか一つに記載の環境セルにおいて、前記グラフェンシートの上に、さらに一枚以上のグラフェンシートが搭載されていることが好ましい。
（５）前記（１）～（４）のいずれか一つに記載の環境セルにおいて、前記グラフェンシートの前記試料側の面のうち、少なくとも前記試料と接触する部分が親水性処理されていることが好ましい。
（６）前記（１）～（５）のいずれか一つに記載の環境セルにおいて、前記グラフェンシートの前記試料側の面のうち、少なくとも前記基材に接着される部分が疎水性処理されていることが好ましい。
（７）前記（１）～（６）のいずれか一つに記載の環境セルにおいて、前記グラフェンシートが、前記基材の一面の端部まで延在し、前記端部で折り返し、前記基材の他の一面の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。
（８）前記（１）～（７）のいずれか一つに記載の環境セルにおいて、前記基材の一面側に、前記試料の少なくとも一部を収容することが可能な凹部が設けられていてもよい。
（９）本発明の一態様に係る環境セルの製造方法は、前記（１）～（８）に記載の環境セルの製造方法であって、物理気相成長法または化学気相成長法により、成膜用下地基板の一方の主面にグラフェン膜を形成してなるシール部材を準備する工程と、前記試料および前記基材の一面に対し、前記シール部材の前記グラフェン膜側を押し当て、前記シール部材を前記基材の一面に貼り付ける工程と、真空空間において、前記グラフェン膜を前記試料および前記基材の一面に密着させた状態で、前記グラフェン膜から、前記成膜用下地基板を除去する工程と、を有する。
（１０）前記（９）に記載の環境セルの製造方法において、前記成膜用下地基板として、真空空間で蒸発する材料からなるものを用いることが好ましい。 (1) An environmental cell according to an aspect of the present invention is an environmental cell for fixing a sample to be installed in an electron microscope, comprising a substrate having a flat surface and a sample placed on one surface of the substrate. and a graphene sheet covering the surface of the graphene sheet on the sample side, at least the electron-transmitting portion is in contact with the sample, surrounds the electron-transmitting portion, and is separated from the electron-transmitting portion. It is adhered to one surface of the substrate.
(2) In the environmental cell described in (1) above, it is preferable that a surface of the graphene sheet on the sample side, excluding the electron transmitting portion, is adhered to one surface of the substrate.
(3) In the environmental cell according to (1) above, a spacer surrounding the sample is placed on one surface of the substrate in a space sandwiched between the substrate and the graphene sheet, and the spacer preferably decreases with increasing distance from the sample.
(4) In the environmental cell according to any one of (1) to (3) above, it is preferable that one or more graphene sheets are further mounted on the graphene sheet.
(5) In the environmental cell according to any one of (1) to (4) above, at least a portion of the sample-side surface of the graphene sheet that contacts the sample is hydrophilically treated. is preferred.
(6) In the environmental cell according to any one of (1) to (5) above, at least a portion of the sample-side surface of the graphene sheet that is to be adhered to the substrate is hydrophobically treated. preferably.
(7) In the environmental cell according to any one of (1) to (6) above, the graphene sheet extends to an end of one surface of the base material and is folded back at the end to form the base material. It is preferable that at least a part of the other surface of the is covered.
(8) In the environmental cell according to any one of (1) to (7) above, a concave portion capable of containing at least part of the sample is provided on one side of the substrate. good too.
(9) A method for manufacturing an environmental cell according to an aspect of the present invention is the method for manufacturing an environmental cell according to (1) to (8) above, comprising: preparing a sealing member formed by forming a graphene film on one main surface of a base substrate for film formation; pressing the graphene film side of the sealing member against one surface of the sample and the substrate; a step of attaching a sealing member to one surface of the base material; and removing the base substrate for film formation from the graphene film in a state in which the graphene film is adhered to one surface of the sample and the base material in a vacuum space. and a step of
(10) In the environmental cell manufacturing method described in (9) above, it is preferable that the base substrate for film formation is made of a material that evaporates in a vacuum space.

本発明の環境セルでは、隔膜が、電子散乱率の低いグラフェンで構成されており、さらに、この隔膜の電子透過部が試料に接触し、隔膜と試料の間に空気が含まれないように構成されている。そのため、本発明の環境セルを電子顕微鏡に適用することにより、試料に対して入射する電子線、試料を透過する電子、試料で反射する電子、試料から発生する二次電子が、電子散乱率の低い隔膜のみを透過することになる。したがって、アモルファス材料からなる隔膜と空気とを透過する従来の環境セルに比べて、透過中の電子の散乱を大きく抑えることができる。 In the environmental cell of the present invention, the diaphragm is made of graphene, which has a low electron scattering rate, and the electron-transmitting portion of the diaphragm is in contact with the sample, so that air is not included between the diaphragm and the sample. It is Therefore, by applying the environmental cell of the present invention to an electron microscope, the electron beam incident on the sample, the electrons transmitted through the sample, the electrons reflected by the sample, and the secondary electrons generated from the sample all contribute to the electron scattering rate. It will permeate only the low diaphragm. Therefore, scattering of electrons during transmission can be greatly suppressed compared to conventional environmental cells that transmit air through a diaphragm made of an amorphous material.

本発明の第一実施形態に係る環境セルの適用を可能とする、走査電子顕微鏡装置の構成を模式的に示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a scanning electron microscope device that enables application of the environmental cell according to the first embodiment of the present invention; 第一実施形態に係る、環境セルの構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of an environmental cell according to the first embodiment; 第一実施形態に係る、環境セルの他の構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the environmental cell according to the first embodiment; 第二実施形態に係る、試料の周囲にスペーサーを備えた環境セルの構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of an environmental cell provided with spacers around a sample according to a second embodiment; 第二実施形態に係る、試料の周囲にスペーサーを備えた環境セルの他の構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the environmental cell provided with spacers around the sample, according to the second embodiment. 第三実施形態に係る、グラフェンシートを基材裏側まで折り返した環境セルの構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of an environmental cell in which the graphene sheet is folded back to the back side of the substrate according to the third embodiment; 第三実施形態に係る、グラフェンシートを基材裏側まで折り返した環境セルの他の構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the environmental cell in which the graphene sheet is folded back to the back side of the substrate according to the third embodiment; 第四実施形態に係る、基材の一面に凹部が設けられた環境セルの構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of an environmental cell having a concave portion provided on one surface of a substrate according to a fourth embodiment; 本発明の第五実施形態に係る環境セルの適用を可能とする、透過電子顕微鏡の構成を模式的に示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a transmission electron microscope that enables application of the environmental cell according to the fifth embodiment of the present invention; 第五実施形態に係る、試料の下側に貫通孔を設けた環境セルの構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of an environmental cell having a through hole provided on the lower side of a sample, according to a fifth embodiment;

以下、本発明を適用した実施形態に係る環境セルと、それを適用した電子顕微鏡について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 An environmental cell according to an embodiment to which the present invention is applied and an electron microscope to which it is applied will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, in the drawings used in the following explanation, in order to make the features easier to understand, the characteristic portions may be enlarged for convenience, and the dimensional ratios of each component may not necessarily be the same as the actual ones. do not have. Also, the materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited to them, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the invention.

＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る環境セル１００を適用した、一般的な走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置１２０の構成を、模式的に示す断面図である。走査電子顕微鏡装置１２０は、主に、分析する試料を含む環境セル１００の支持体１２１と、環境セル１００を内包し、内部空間の減圧を可能とする真空試料室１２２と、試料に対して電子線Ｅ１を照射する電子線照射手段（電子銃）１２３と、試料からの二次電子Ｅ２、反射電子Ｅ３等を検出する電子検出器１２４と、で構成されている。 <First embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a general scanning electron microscope (SEM) device 120 to which the environmental cell 100 according to the first embodiment of the invention is applied. A scanning electron microscope apparatus 120 mainly includes a support 121 for an environmental cell 100 containing a sample to be analyzed, a vacuum sample chamber 122 enclosing the environmental cell 100 and capable of depressurizing the internal space, and an electron beam to the sample. It is composed of an electron beam irradiation means (electron gun) 123 that irradiates the beam E1, and an electron detector 124 that detects secondary electrons E2 , backscattered electrons E3, etc. from the sample.

図２は、電子顕微鏡に設置する試料固定用の環境セル（試料ホルダ）１００の構成例を、模式的に示す断面図である。環境セル１００は、平坦な一面１０１ａを有する基材１０１と、基材の一面１０１ａ側に載置された試料Ｓを覆うグラフェンシート１０２と、を有する。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of an environmental cell (sample holder) 100 for fixing a sample installed in an electron microscope. The environmental cell 100 has a base material 101 having a flat surface 101a and a graphene sheet 102 covering the sample S placed on the one surface 101a side of the base material.

基材１０１の表面のうち、少なくとも試料Ｓを載置する部分（中央部分）は平坦であることが好ましく、他の部分の形状については限定されない。実用上の基材１０１の形状としては、支持体１０１上に載置する必要があるため、平板状であればより好ましい。基材１０１の材料としては、例えば、Ａｌ、ＳＵＳ、Ｃｕ、Ｃ（グラファイト）等を用いることができる。 Of the surface of the substrate 101, at least the portion (central portion) on which the sample S is placed is preferably flat, and the shape of the other portions is not limited. As for the shape of the substrate 101 in practical use, it is preferable that the substrate 101 be in the shape of a flat plate because it is necessary to place it on the support 101 . As the material of the base material 101, for example, Al, SUS, Cu, C (graphite), or the like can be used.

グラフェンシート１０２は、炭素原子が、同一平面内において一様に連続的に結合してなるシート状の部材である。従来の環境セル用に形成されるＳｉ３Ｎ４膜の厚さは、概ね１００ｎｍ程度となるのに対し、グラフェンシート１０２は、その製造条件によって０．３ｎｍ程度まで薄く形成することができ、薄くすることによって電子透過性を向上させることができる。 The graphene sheet 102 is a sheet-like member in which carbon atoms are uniformly and continuously bonded within the same plane. The thickness of the Si 3 N 4 film formed for a conventional environmental cell is approximately 100 nm, whereas the graphene sheet 102 can be formed as thin as 0.3 nm depending on the manufacturing conditions. By doing so, the electron transparency can be improved.

さらに、Ｓｉ３Ｎ４、グラファイトの密度は、それぞれ約３．１７ｃｍ－３、２．２６ｃｍ－３であるため、電子を透過させる上でのグラフェンシート１０２の実効的な厚さは、Ｓｉ３Ｎ４膜の約２／３となる。つまり、グラフェンシート１０２は、Ｓｉ３Ｎ４膜の１．５倍程度厚くしても、Ｓｉ３Ｎ４膜と同等の電子透過率を有する。したがって、グラフェンシート１０２は、厚く形成することによって、電子透過率を損ねることなく機械的な強度を高めることができる。 Furthermore, since the densities of Si 3 N 4 and graphite are approximately 3.17 cm −3 and 2.26 cm −3 , respectively, the effective thickness of the graphene sheet 102 for electron transmission is Si 3 N It is about 2/3 of 4 films. That is, the graphene sheet 102 has an electron transmittance equivalent to that of the Si 3 N 4 film even if it is about 1.5 times thicker than the Si 3 N 4 film. Therefore, by forming the graphene sheet 102 thick, the mechanical strength can be increased without impairing the electron transmittance.

グラフェンシート１０２の試料Ｓ側の面のうち、少なくとも、試料に照射される電子線、試料から発生する二次電子、試料から反射する電子が透過する電子透過部１０２ａは、試料Ｓに接触している。（ここでの「接触」は、グラフェンシート１０２と試料Ｓとの間に空気等の不純物、空間が存在せず、グラフェンシート１０２と試料Ｓとが密着している状態を意味している。）図２での電子透過部１０２ａは、電子線照射手段１０３側からの平面視において、試料Ｓと重なる部分となっている。 Of the surface of the graphene sheet 102 on the side of the sample S, at least an electron transmitting portion 102a through which an electron beam irradiated to the sample, secondary electrons generated from the sample, and electrons reflected from the sample are transmitted is in contact with the sample S. there is (The term “contact” here means a state in which impurities such as air and space do not exist between the graphene sheet 102 and the sample S, and the graphene sheet 102 and the sample S are in close contact with each other.) The electron transmitting portion 102a in FIG. 2 is a portion overlapping the sample S in plan view from the electron beam irradiation means 103 side.

さらに、グラフェンシート１０２の試料Ｓ側の面のうち、電子透過部１０２ａの全周を囲み、電子透過部１０２ａから離間した周縁部１０２ｂは、基材の一面１０１ａに接着されている。（ここでの「接着」は、グラフェンシート１０２と試料Ｓとが接触し、それぞれの表面の分子同士がファンデルワールス結合しており、グラフェンシート１０２と試料Ｓとを引き離すのに力を要する状態を意味している。）この接着により、基材の一面１０１ａとグラフェンシート１０２とで囲まれ、試料Ｓを内包する空間は、密閉された状態となっている。接着性の観点から、基材１０１と接着される周縁部１０２ｂは、広いほど好ましい。 Furthermore, of the surface of the graphene sheet 102 on the sample S side, a peripheral edge portion 102b surrounding the entire circumference of the electron transmitting portion 102a and spaced apart from the electron transmitting portion 102a is adhered to the one surface 101a of the substrate. (“Adhesion” here refers to a state in which the graphene sheet 102 and the sample S are in contact with each other, the molecules on the respective surfaces are Van der Waals bonds, and force is required to separate the graphene sheet 102 and the sample S. ) By this adhesion, the space surrounded by the one surface 101a of the substrate and the graphene sheet 102 and enclosing the sample S is in a sealed state. From the viewpoint of adhesiveness, the wider the peripheral portion 102b to be adhered to the base material 101, the better.

図２では、試料Ｓの周囲に僅かな隙間を有する場合について例示しているが、この隙間は小さい方が好ましく、なければ最も好ましい。図３は、この隙間がない場合の環境セル１１０として、その構成を模式的に示す断面図である。隙間部分以外の構成については、図２の環境セル１００と同様である。 Although FIG. 2 illustrates a case where a slight gap is provided around the sample S, it is preferable that this gap is small, and if it is not, it is most preferable. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the environmental cell 110 without this gap. The configuration other than the gap portion is the same as that of the environmental cell 100 in FIG.

図３に示すように、グラフェンシート１０２の試料Ｓ側の面のうち、電子透過部１０２ａを除いた残部が、基材の一面１０１ａに接着されていれば、最も好ましい。この場合、グラフェンシート１０２は、基材１０１に対して隙間なく接着されることになり、隙間と外側の空気の圧力差が増加して、グラフェンシート１０２を押し上げて、試料Ｓとの間に空間ができてしまう問題、グラフェンシート１０２が断裂してしまう問題を回避することができる。 As shown in FIG. 3, it is most preferable that the rest of the surface of the graphene sheet 102 on the side of the sample S, excluding the electron transmitting portion 102a, is adhered to the one surface 101a of the substrate. In this case, the graphene sheet 102 is adhered to the base material 101 without gaps, and the difference in pressure between the gap and the outside air increases, pushing up the graphene sheet 102 and creating a space between the sample S and the graphene sheet 102 . It is possible to avoid the problem that the graphene sheet 102 is ruptured.

試料Ｓが生体、液体である場合には、グラフェンシート１０２の試料Ｓ側の面のうち、少なくとも試料Ｓと接触する部分が親水性処理されていることが好ましい。その場合には、試料Ｓに対するグラフェンシート１０２の密着性を高めることができ、安定した状態での試料Ｓの観察を実現することができる。親水性処理された部分は、表面が荒れた状態（表面に水酸基等の官能基が露出した状態）となっている。なお、親水化処理された表面部分は脆くなってしまうが、表面以外の部分には影響しないため、グラフェンシート１０２を厚く形成することにより、この問題を回避することができる。 When the sample S is a living body or a liquid, it is preferable that at least a portion of the surface of the graphene sheet 102 on the side of the sample S, which is in contact with the sample S, is hydrophilically treated. In that case, the adhesion of the graphene sheet 102 to the sample S can be enhanced, and the sample S can be observed in a stable state. The hydrophilically treated portion has a rough surface (a state in which functional groups such as hydroxyl groups are exposed on the surface). Note that although the hydrophilized surface portion becomes brittle, this problem can be avoided by forming the graphene sheet 102 thick because the portion other than the surface is not affected.

グラフェンシート１０２の試料Ｓ側の面のうち、少なくとも基材の一面１０１ａと接触する部分は、疎水性処理されていることが好ましい。その場合、基材１０１とグラフェンシート１０２との間に、ウォーターマーク等の汚れが形成されるのを防ぐことができる。
なお、試料Ｓが生体、液体（例えば、油に親和性のある液体（非極性液体））でない場合、あるいは試料Ｓがそれらに分散されているものでない場合には、試料Ｓと接触する部分も疎水性処理されていることが好ましい。 Of the surface of the graphene sheet 102 on the side of the sample S, it is preferable that at least a portion in contact with the one surface 101a of the substrate is subjected to a hydrophobic treatment. In that case, it is possible to prevent stains such as watermarks from being formed between the base material 101 and the graphene sheet 102 .
If the sample S is not a living body or a liquid (for example, a liquid that has an affinity for oil (non-polar liquid)), or if the sample S is not dispersed in them, the part that contacts the sample S is also Hydrophobic treatment is preferred.

なお、試料Ｓに接触しているグラフェンシート１０２の上に、さらに一枚以上のグラフェンシートを搭載してもよく、この場合にも、１枚のグラフェンシートを厚く形成した場合と同等の機械的な強度が得られる。 In addition, one or more graphene sheets may be further mounted on the graphene sheet 102 in contact with the sample S. strength is obtained.

本実施形態の環境セル１００、１１０は、例えば、次の手順に沿って製造することができる。 The environmental cells 100 and 110 of this embodiment can be manufactured, for example, according to the following procedure.

（グラフェン膜形成工程）
まず、物理気相成長法または化学気相成長法、具体的には、スパッタリング法、蒸着法、化学的気相法（ＣＶＤ）法等の、公知の気相成長法を用いて、フレキシブルな成膜用下地基板の一方の主面にグラフェン膜を形成してなる、シール部材を準備する。さらに、このグラフェン膜に対して表面処理を行い、グラフェン膜の表面に水酸基等の官能基を露出させることによって、グラフェン膜の表面を親水化させてもよい。 (Graphene film forming step)
First, physical vapor deposition or chemical vapor deposition, specifically sputtering, vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), or other known vapor deposition methods are used to form flexible growth. A sealing member is prepared by forming a graphene film on one main surface of a film base substrate. Further, the surface of the graphene film may be hydrophilized by subjecting the graphene film to surface treatment to expose functional groups such as hydroxyl groups on the surface of the graphene film.

（グラフェン膜貼り付け工程）
次に、基材の一面１０１ａとそこに載置されている試料Ｓに対し、ラップを被せる要領で、シール部材のグラフェン膜側を押し当てるとともに、シール部材を基材の一面１０１ａおよび試料Ｓに貼り付ける。ここでの基材の一面１０１ａに対するグラフェン膜の貼り付けは、接着剤を用いて行ってもよい。 (Graphene film pasting process)
Next, the graphene film side of the sealing member is pressed against the one surface 101a of the substrate and the sample S placed thereon in the manner of covering the wrap, and the sealing member is applied to the one surface 101a of the substrate and the sample S. paste. An adhesive may be used to attach the graphene film to the one surface 101a of the substrate.

（基板除去工程）
真空空間において、グラフェン膜を試料Ｓおよび基材の一面１０１ａに密着させた状態で、グラフェン膜１０２Ａから、成膜用下地基板を除去することにより、本実施形態の環境セル１００、１１０を得ることができる。成膜用下地基板として、真空空間で蒸発する材料からなるものを用いることにより、この除去を容易に行うことができる。成膜用下地基板をグラフェン膜から引っ張って剥がす場合、成膜用下地基板だけでなくグラフェンシートも、基材や試料との接着方向と逆の方向に引っ張ることになり、接着力を弱めてしまう虞があるが、成膜用下地基板を蒸発させる場合、この虞がない。 (Substrate removal step)
The environmental cells 100 and 110 of the present embodiment are obtained by removing the base substrate for film formation from the graphene film 102A while the graphene film is in close contact with the sample S and the one surface 101a of the substrate in a vacuum space. can be done. This removal can be easily performed by using a material that evaporates in a vacuum space as the base substrate for film formation. When the base substrate for film formation is pulled and peeled off from the graphene film, not only the base substrate for film formation but also the graphene sheet is pulled in the direction opposite to the direction in which it adheres to the base material or sample, which weakens the adhesive force. However, there is no such risk when the base substrate for film formation is evaporated.

以上のように、本実施形態に係る環境セル１００、１１０では、隔膜が、電子散乱率が低く、結晶性を有するグラフェンで構成されており、さらに、この隔膜の電子透過部１０２ａが試料Ｓに接触し、隔膜と試料の間に空気（空間）が含まれないように構成されている。そのため、本実施形態に係る環境セル１００、１１０を電子顕微鏡に適用することにより、試料Ｓに対して入射する電子線、試料を透過する電子、試料で反射する電子、試料から発生する二次電子等が、電子散乱率が低い隔膜のみを透過することになる。したがって、アモルファス材料からなる隔膜と空気とを透過する従来の環境セルに比べて、透過中の電子の散乱を大きく抑えることができる。 As described above, in the environmental cells 100 and 110 according to the present embodiment, the diaphragm has a low electron scattering rate and is made of graphene having crystallinity. They are in contact with each other and are configured so that no air (space) is included between the diaphragm and the sample. Therefore, by applying the environmental cells 100 and 110 according to the present embodiment to an electron microscope, the electron beam incident on the sample S, the electrons transmitted through the sample, the electrons reflected by the sample, and the secondary electrons generated from the sample etc. will be transmitted only through a diaphragm with a low electron scattering rate. Therefore, scattering of electrons during transmission can be greatly suppressed compared to conventional environmental cells that transmit air through a diaphragm made of an amorphous material.

また、本実施形態の環境セル１００、１１０を適用する場合、試料Ｓは、基材１０１に固定された状態で支持台１２１に載置されるため、高い安定性を維持した状態で電子線照射を行うことができる。 Further, when the environmental cells 100 and 110 of the present embodiment are applied, the sample S is placed on the support base 121 while being fixed to the substrate 101, so that the electron beam irradiation can be performed while maintaining high stability. It can be performed.

また、本実施形態の環境セル１００、１１０は、基材の一面１０１ａとそこに載置されている試料Ｓに対し、ラップを被せる要領で、グラフェン膜を押し当てて形成することができるため、多種の試料に対して適応可能な構成となっている。 In addition, the environmental cells 100 and 110 of the present embodiment can be formed by pressing the graphene film against the one surface 101a of the base material and the sample S placed thereon in the manner of covering the surface 101a with a wrap. The configuration is adaptable to a wide variety of samples.

また、電子顕微鏡中には試料Ｓの汚染源となるハイドロカーボンが多く存在しているが、本実施形態の環境セルにおいては、試料がグラフェンシートで覆われているため、ハイドロカーボンが試料に付着するのを防ぐことができる。 Also, in the electron microscope, there are many hydrocarbons that are sources of contamination of the sample S. In the environmental cell of this embodiment, the sample is covered with the graphene sheet, so the hydrocarbons adhere to the sample. can prevent

また、グラフェンは良導体であるため、絶縁試料の観察時に、絶縁試料が帯電するのを抑える効果を有する。 In addition, since graphene is a good conductor, it has the effect of suppressing electrification of an insulating sample during observation of the insulating sample.

＜第二実施形態＞
図４、５は、それぞれ、本発明の第二実施形態に係る環境セル２００、２１０の構成例を模式的に示す断面図である。環境セル２００、２１０は、基材１０１とグラフェンシート１０２との間に、スペーサー１０３を含む点において、第一実施形態の環境セル１００、１１０と異なっている。その他の構成については、第一実施形態の構成と同様であり、第一実施形態と対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。環境セル２００、２１０についても、第一実施形態と同様に、図１の走査電子顕微鏡装置１２０に搭載されるものとする。 <Second embodiment>
4 and 5 are cross-sectional views schematically showing configuration examples of environmental cells 200 and 210, respectively, according to the second embodiment of the present invention. Environmental cells 200 and 210 differ from environmental cells 100 and 110 of the first embodiment in that spacers 103 are included between substrate 101 and graphene sheet 102 . Other configurations are the same as those of the first embodiment, and portions corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals regardless of the difference in shape. The environmental cells 200 and 210 are also assumed to be mounted on the scanning electron microscope apparatus 120 of FIG. 1 as in the first embodiment.

図４の環境セル２００では、基材１０１とグラフェンシート１０２とで挟まれた空間において、試料Ｓを囲むスペーサー１０３が、基材の一面１０１ａに載置されている。スペーサー１０３の厚みは、試料Ｓから離れるにつれて減少している。減少のしかたが限定されることはなく、例えば、連続的であってもよいし、断続的であってもよい。 In the environmental cell 200 of FIG. 4, a spacer 103 surrounding the sample S is placed on one surface 101a of the substrate in the space sandwiched between the substrate 101 and the graphene sheet . The thickness of the spacer 103 decreases as the distance from the sample S increases. The method of reduction is not limited, and may be continuous or intermittent, for example.

スペーサー１０３の形状およびサイズは、試料Ｓの周囲にできる隙間部分を小さくするように決定され、この隙間部分がなくなった状態は、図２の環境セル１００において、試料Ｓの周囲にできる隙間部分に、スペーサー１０３を埋め込んだ状態に相当する。 The shape and size of the spacer 103 are determined so as to reduce the gap formed around the sample S. When the gap is eliminated, the gap formed around the sample S in the environmental cell 100 of FIG. , corresponds to a state in which the spacer 103 is embedded.

基材１０１とグラフェンシート１０２とで挟まれた空間は、スペーサー１０３を含んでいる分、空気が入るスペースが狭くなっている。したがって、本実施形態の環境セル２００では、隙間内の空気の量を少なくすることができ、空気の圧力差によってグラフェンシート１０２が押し上げられ、試料Ｓとの間に空気が入りこんでしまうような問題は起きにくくなっている。 The space sandwiched between the base material 101 and the graphene sheet 102 includes the spacer 103, so the space into which air enters is narrow. Therefore, in the environmental cell 200 of the present embodiment, the amount of air in the gap can be reduced, and the graphene sheet 102 is pushed up by the pressure difference of the air, and air enters between the graphene sheet 102 and the sample S. is getting harder to wake up.

さらに、環境セル２００では、グラフェンシート１０２の電子透過部１０２ａと周縁部１０２ｂとの間の部分が、スペーサー１０３の傾斜面で支持されている。したがって、この部分の重力による反り具合を、スペーサー１０３がない場合に比べて緩やかにすることができるため、反ることによってグラフェンシート１０２にかかる機械的な負荷を、軽減することができる。 Furthermore, in the environmental cell 200 , the portion between the electron-transmitting portion 102 a and the peripheral edge portion 102 b of the graphene sheet 102 is supported by the inclined surface of the spacer 103 . Therefore, since the degree of warping due to gravity in this portion can be moderated compared to the case where the spacer 103 is not provided, the mechanical load applied to the graphene sheet 102 due to warping can be reduced.

図５の環境セル２１０では、スペーサー１０３の厚みが略一定であり、かつグラフェンシート１０２が、基材１０１でなくスペーサー１０３に接着されている点で、図４の環境セル２００と異なっている。この場合、グラフェンシート１０２は、電子透過部１０２ａ以外の部分ではほとんど反らない状態（略平坦）になるため、グラフェンシート１０２にかかる機械的な負荷を大きく軽減することができる。また、スペーサー１０３の厚みが試料Ｓの厚みと同程度である場合には、電子透過部１０２ａを含む全体にわたってほとんど反らない状態になるため、グラフェンシート１０２にかかる機械的な負荷をさらに軽減することができる。 The environmental cell 210 of FIG. 5 differs from the environmental cell 200 of FIG. 4 in that the thickness of the spacers 103 is substantially constant and the graphene sheet 102 is adhered to the spacers 103 instead of the base material 101 . In this case, the graphene sheet 102 is almost not warped (substantially flat) except for the electron transmitting portion 102a, so that the mechanical load applied to the graphene sheet 102 can be greatly reduced. In addition, when the thickness of the spacer 103 is approximately the same as the thickness of the sample S, the whole including the electron transmitting portion 102a is in a state of almost no warping, so that the mechanical load applied to the graphene sheet 102 is further reduced. be able to.

＜第三実施形態＞
図６、７は、それぞれ、本発明の第三実施形態に係る環境セル３００、３１０の構成例を模式的に示す断面図である。環境セル３００、３１０では、グラフェンシート１０２が、基材の一面以外の面に接着されている点において、第一実施形態の環境セル１００、１１０と異なっている。その他の構成については、第一実施形態の構成と同様であり、第一実施形態と対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。環境セル３００、３１０についても、第一実施形態と同様に、図１の走査電子顕微鏡装置１２０に搭載されるものとする。 <Third embodiment>
6 and 7 are cross-sectional views schematically showing configuration examples of environmental cells 300 and 310, respectively, according to the third embodiment of the present invention. The environmental cells 300 and 310 differ from the environmental cells 100 and 110 of the first embodiment in that the graphene sheet 102 is adhered to a surface other than one surface of the substrate. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and portions corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals regardless of the difference in shape. The environmental cells 300 and 310 are also assumed to be mounted on the scanning electron microscope apparatus 120 of FIG. 1 as in the first embodiment.

図６の環境セル３００では、グラフェンシート１０２が、基材の一面１０１ａの端部１０１ｃまで延在し、その端部１０１ｃで折り返し、基材の他の一面（反対側の面）１０１ｂを覆っている。すなわち、グラフェンシート１０２は、基材の一面１０１ａ側だけでなく、全面を覆っている。この場合、一面１０１ａ側だけを覆っている場合に比べて、基材１０１との接着面積が増加し、基材１０１に対する接着力が強化されるため、グラフェンシート１０２の剥がれをより強力に防ぐことができる。 In the environmental cell 300 of FIG. 6, the graphene sheet 102 extends to an end 101c of one surface 101a of the substrate, folds back at the end 101c, and covers the other surface (opposite surface) 101b of the substrate. there is That is, the graphene sheet 102 covers not only the one surface 101a side of the substrate but also the entire surface. In this case, compared to the case where only one surface 101a side is covered, the adhesion area with the base material 101 is increased, and the adhesive force with respect to the base material 101 is strengthened, so the peeling of the graphene sheet 102 can be prevented more strongly. can be done.

なお、図６では、グラフェンシート１０２が、基材の他の一面１０１ｂの全体を覆っている場合について例示しているが、その折り返し部分が基材の他の一面１０１ｂの少なくとも一部を覆っているだけでも、第一実施形態に比べて接着力を強化することができる。 Note that FIG. 6 illustrates the case where the graphene sheet 102 covers the entire other surface 101b of the base material, but the folded portion covers at least a part of the other surface 101b of the base material. Even if it is only there, the adhesive force can be strengthened compared to the first embodiment.

本実施形態のグラフェンシート１０２は、基材の端部１０１ｃで折り返し、一面１０１ａ側とその反対面１０１ｂ側から基材１０１を挟んでいることにより、基材１０１上を滑りにくくなっている。したがって、グラフェンシート１０２において、突起を有する試料Ｓ側の部分に引っ張られる力のように、基材の一面１０１ａに平行に働く力による基材１０１からの剥がれを、強力に防ぐことができる。 The graphene sheet 102 of the present embodiment is folded back at the end 101c of the base material, and sandwiches the base material 101 from the one surface 101a side and the opposite surface 101b side, so that the base material 101 is less slippery. Therefore, it is possible to strongly prevent the graphene sheet 102 from peeling off from the substrate 101 due to a force acting in parallel with the one surface 101a of the substrate, such as the force pulled by the portion of the sample S having protrusions.

図７の環境セル３１０では、基材の端部１０１ｃ近傍が、他の一面１０１ｂ側から厚み方向Ｔに凹んでおり、環境セル３１０を支持台に載置する際に、支持台の載置面に接する中央部に比べて、薄く形成されている。そして、折り返されたグラフェンシート１０２は、他の一面１０１ｂにおいて、この薄く形成されている領域を越えない程度まで延在している。つまり、他の一面１０１ｂの中央部はグラフェンシート１０２に覆われておらず、露出しているため、支持台に接触する。したがって、環境セル３１０は、グラフェンシート１０２を折り返させる分、基材１０１との接着力を強化することができ、かつ支持台に載置した際の安定性を維持することができる。 In the environmental cell 310 of FIG. 7, the vicinity of the end portion 101c of the substrate is recessed in the thickness direction T from the side of the other surface 101b. It is formed thinner than the central portion in contact with the . Then, the folded graphene sheet 102 extends on the other surface 101b to such an extent that it does not exceed this thinly formed region. In other words, the central portion of the other surface 101b is not covered with the graphene sheet 102 and is exposed, so it contacts the support base. Therefore, the environmental cell 310 can strengthen the adhesive force with the substrate 101 by the amount of folding the graphene sheet 102, and can maintain stability when placed on the support base.

図７では、グラフェンシート１０２の折り返し部分で覆われる端部１０１ｃ近傍は、端部１０１ｃに近づくにつれて、連続的に薄くなるように形成されている場合について例示されているが、断続的に薄くなるように形成されていてもよい。 FIG. 7 illustrates the case where the vicinity of the end 101c covered with the folded portion of the graphene sheet 102 is formed so as to become thinner continuously as it approaches the end 101c, but the thickness becomes thinner intermittently. It may be formed as

＜第四実施形態＞
図８は、本発明の第四実施形態に係る環境セル４００の構成例を模式的に示す断面図である。環境セル４００では、基材の一面１０１ａに、試料Ｓを収容することができるように形状制御された、凹部（溝）１０１ｄが設けられている点において、第一実施形態の環境セル１００、１１０と異なっている。その他の構成については、第一実施形態の構成と同様であり、第一実施形態と対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。環境セル４００についても、第一実施形態と同様に、図１の走査電子顕微鏡装置１２０に搭載されるものとする。 <Fourth embodiment>
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of an environmental cell 400 according to the fourth embodiment of the invention. The environmental cell 400 is different from the environmental cells 100 and 110 of the first embodiment in that a concave portion (groove) 101d whose shape is controlled so as to accommodate the sample S is provided on one surface 101a of the substrate. is different from Other configurations are the same as those of the first embodiment, and portions corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals regardless of the difference in shape. It is assumed that the environmental cell 400 is also mounted on the scanning electron microscope apparatus 120 of FIG. 1 as in the first embodiment.

凹部１０１ｄは、試料Ｓの少なくとも一部を収容できる程度に凹んでいればよく、試料Ｓの全体を収容できる程度に凹んでいればより好ましい。ただし、試料Ｓを凹部１０１ｄに収容した際に、試料Ｓと凹部１０１ｄの内壁との隙間は、小さいほど好ましい。凹部１０１ｄの数について制限はなく、図８に示すように複数設けられていてもよいし、一つだけ設けられていてもよい。複数の凹部１０１ｄが設けられる場合、それらは、凹部１０１ｄの形状、大きさ、隣接する凹部１０１ｄ同士の距離等に関して、周期的に並んでいてもよいし、非周期的に並んでいてもよい。 The recess 101d may be recessed to the extent that at least a portion of the sample S can be accommodated, and more preferably recessed to the extent that the entire sample S can be accommodated. However, when the sample S is housed in the recess 101d, the smaller the gap between the sample S and the inner wall of the recess 101d, the better. The number of recesses 101d is not limited, and a plurality of recesses 101d may be provided as shown in FIG. 8, or only one recess may be provided. When a plurality of recesses 101d are provided, they may be arranged periodically or non-periodically with respect to the shape and size of the recesses 101d, the distance between adjacent recesses 101d, and the like.

本実施形態の構成によれば、試料Ｓが、例えば液体等の形状が不安定なものであっても、凹部１０１ｄ内に滴下（収容）することにより、固定して支持することができ、試料Ｓが固体である場合と同様の観察環境を実現することができる。 According to the configuration of the present embodiment, even if the sample S has an unstable shape, such as a liquid, it can be fixed and supported by dropping (accommodating) the sample S into the recess 101d. A viewing environment similar to that in the case where S is solid can be realized.

＜第五実施形態＞
図９は、本発明の第四実施形態に係る環境セル５００を適用した、一般的な走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置５２０の構成を、模式的に示す断面図である。透過電子顕微鏡装置５２０は、主に、分析する試料を含む環境セル５００の支持体５２１と、環境セル５００を内包し、内部空間の減圧を可能とする真空試料室５２２と、試料に対して電子線Ｅ４を照射する電子線照射手段（電子銃）５２３と、試料からの透過電子Ｅ５等を検出する電子検出器５２４と、で構成されている。第一実施形態の走査電子顕微鏡装置１２０は、試料の反射像が得られるように構成されているのに対し、本実施形態の走査電子顕微鏡装置５２０は、試料の透過像が得られるように構成されている点で異なる。 <Fifth embodiment>
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a general scanning electron microscope (SEM) device 520 to which the environmental cell 500 according to the fourth embodiment of the invention is applied. A transmission electron microscope apparatus 520 mainly includes a support 521 for an environmental cell 500 containing a sample to be analyzed, a vacuum sample chamber 522 enclosing the environmental cell 500 and capable of depressurizing the internal space, and an electron beam to the sample. It is composed of an electron beam irradiation means ( electron gun) 523 for irradiating the beam E4, and an electron detector 524 for detecting transmitted electrons E5 and the like from the sample. The scanning electron microscope apparatus 120 of the first embodiment is configured to obtain a reflected image of the sample, whereas the scanning electron microscope apparatus 520 of the present embodiment is configured to obtain a transmitted image of the sample. different in that

図１０は、環境セル５００の構成を模式的に示す断面図である。環境セル５００では、基材の一面５０１ａのうち試料Ｓが載置される位置から、基材５０１の厚み方向Ｔに貫通する貫通孔５０１ｄを有する点において、第三実施形態の環境セル３００と異なっている。その他の構成については、環境セル３００の構成と同様である。 FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the environmental cell 500. As shown in FIG. The environmental cell 500 differs from the environmental cell 300 of the third embodiment in that it has a through hole 501d penetrating in the thickness direction T of the substrate 501 from the position where the sample S is placed on the one surface 501a of the substrate. ing. Other configurations are the same as those of the environmental cell 300 .

試料Ｓを支持台の一面５０１ａに載置する観点から、貫通孔５０１ｄは、少なくとも試料Ｓを支持する上で支障がない程度の形状および内径を有するものとする。グラフェンシート５０２は、基材の他の一面５０１ｂ側全体を覆っている必要はないが、試料の周囲に空気が取り込まれないようにするために、少なくとも試料Ｓの裏側（貫通孔５０１ｄ側）の面を覆っている必要がある。グラフェンシート５０２のうち貫通孔５０１ｄを覆う部分は、貫通孔５０１ｄの開口部５０１ｅよりも内側（試料Ｓ側）に凹んでいることが好ましく、試料Ｓに接する程度に凹んでいればより好ましい。 From the standpoint of placing the sample S on the one surface 501a of the support table, the through-hole 501d has a shape and an inner diameter that at least support the sample S without any trouble. The graphene sheet 502 does not need to cover the entire other surface 501b side of the base material, but at least the back side of the sample S (on the through hole 501d side) in order to prevent air from being taken in around the sample. face must be covered. A portion of the graphene sheet 502 covering the through-hole 501d is preferably recessed inward (toward the sample S) from the opening 501e of the through-hole 501d, and is more preferably recessed to the extent that it contacts the sample S.

基材５０１が貫通孔５０１ｄを有することにより、試料Ｓを透過した電子を基材の他の一面５０１ｂ側で取り出すことができる。したがって、環境セル５００は、図１に示すような、試料の反射像を得るタイプの走査電子顕微鏡１２０だけでなく、図９に示すような、試料の透過像を得るタイプの走査顕微鏡５２０に適用することもできる。 Since the substrate 501 has the through holes 501d, the electrons transmitted through the sample S can be extracted on the other surface 501b side of the substrate. Therefore, the environmental cell 500 is applicable not only to the scanning electron microscope 120 of the type that obtains a reflected image of the sample, as shown in FIG. 1, but also to the scanning microscope 520 that obtains a transmitted image of the sample, as shown in FIG. You can also

１００、１１０、２００、２１０、３００、３１０、４００、５００・・・環境セル
１０１、５０１・・・基材
１０１ａ、５０１ａ・・・基材の一面
１０１ｂ、５０１ｂ・・・基材の他の一面
１０１ｃ、５０１ｃ・・・基材の端部
１０１ｄ・・・凹部
１０２、５０２・・・グラフェンシート
１０２ａ・・・電子透過部
１０２ｂ・・・周縁部
１０３・・・スペーサー
１２０・・・走査電子顕微鏡装置
１２１、５２１・・・支持体
１２２、５２２・・・真空試料室
１２３、５２３・・・電子線照射手段
１２４、５２４・・・電子検出器
５０１ｄ・・・基材の貫通孔
５０１ｅ・・・貫通孔の開口部
５２０・・・透過電子顕微鏡装置
Ｓ・・・試料
Ｔ・・・厚み方向 100, 110, 200, 210, 300, 310, 400, 500 Environmental cells 101, 501 Substrates 101a, 501a One surface of substrate 101b, 501b Another surface of substrate 101c, 501c ... end portion 101d of base material ... concave portion 102, 502 ... graphene sheet 102a ... electron transmission portion 102b ... peripheral edge portion 103 ... spacer 120 ... scanning electron microscope apparatus Reference numerals 121, 521... Supports 122, 522... Vacuum sample chambers 123, 523... Electron beam irradiation means 124, 524... Electron detectors 501d... Through holes 501e of base material... Through holes Hole opening 520 Transmission electron microscope device S Sample T Thickness direction

Claims (10)

電子顕微鏡に設置する試料固定用の環境セルであって、
平坦な一面を有する基材と、
前記基材の一面側に載置された試料を覆い、前記試料を前記基材の一面との間に挟むグラフェンシートと、を有し、
前記グラフェンシートの前記試料側の面のうち、少なくとも電子透過部が前記試料に接触し、前記電子透過部を囲み、電子透過部から離間した周縁部が、前記基材の一面に接着されていることを特徴とする環境セル。 An environmental cell for fixing a sample installed in an electron microscope,
a substrate having a flat surface;
a graphene sheet that covers the sample placed on one side of the base material and sandwiches the sample with one side of the base material ;
Of the surface of the graphene sheet on the sample side, at least the electron-transmitting portion is in contact with the sample, the peripheral edge portion surrounding the electron-transmitting portion and separated from the electron-transmitting portion is adhered to one surface of the base material. An environmental cell characterized by: 前記グラフェンシートの前記試料側の面のうち、前記電子透過部を除いた残部が、前記基材の一面に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の環境セル。 2. The environmental cell according to claim 1, wherein the surface of the graphene sheet facing the sample, excluding the electron transmitting portion, is adhered to one surface of the substrate. 前記基材と前記グラフェンシートとで挟まれた空間において、前記試料を囲むスペーサーが、前記基材の一面に載置されており、
前記スペーサーの厚みが、前記試料から離れるにつれて減少していることを特徴とする請求項１に記載の環境セル。 In a space sandwiched between the base material and the graphene sheet, a spacer surrounding the sample is placed on one surface of the base material,
2. The environmental cell of claim 1, wherein the thickness of said spacer decreases away from said sample. 前記グラフェンシートの上に、さらに一枚以上のグラフェンシートが搭載されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の環境セル。 The environmental cell according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or more graphene sheets mounted on the graphene sheet. 前記グラフェンシートの前記試料側の面のうち、少なくとも前記試料と接触する部分が親水性処理されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の環境セル。 The environmental cell according to any one of claims 1 to 4, wherein at least a portion of the surface of the graphene sheet on the side of the sample that contacts the sample is hydrophilically treated. 前記グラフェンシートの前記試料側の面のうち、少なくとも前記基材に接着される部分が疎水性処理されていることを特徴とする１～５のいずれか一項に記載の環境セル。 6. The environmental cell according to any one of items 1 to 5, wherein at least a portion of the surface of the graphene sheet facing the sample, which is to be adhered to the base material, is hydrophobically treated. 前記グラフェンシートが、前記基材の一面の端部まで延在し、前記端部で折り返し、前記基材の他の一面の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の環境セル。 7. The graphene sheet of any one of claims 1 to 6, wherein the graphene sheet extends to an end of one surface of the substrate, folds back at the end, and covers at least a portion of the other surface of the substrate. Environmental cell according to any one of the clauses. 前記基材の一面側に、前記試料の少なくとも一部を収容することが可能な凹部が設けられていることを可能とする請求項１～７のいずれか一項に記載の環境セル。 8. The environmental cell according to any one of claims 1 to 7, wherein one surface side of said substrate can be provided with a recess capable of accommodating at least part of said sample. 請求項１～８に記載の環境セルの製造方法であって、
物理気相成長法または化学気相成長法により、成膜用下地基板の一方の主面にグラフェン膜を形成してなるシール部材を準備する工程と、
前記試料および前記基材の一面に対し、前記シール部材の前記グラフェン膜側を押し当て、前記シール部材を前記基材の一面に貼り付ける工程と、
真空空間において、前記グラフェン膜を前記試料および前記基材の一面に密着させた状態で、前記グラフェン膜から、前記成膜用下地基板を除去する工程と、を有することを特徴とする環境セルの製造方法。 A method for manufacturing an environmental cell according to any one of claims 1 to 8,
A step of preparing a sealing member formed by forming a graphene film on one main surface of a base substrate for film formation by a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method;
a step of pressing the graphene film side of the sealing member against one surface of the sample and the substrate, and attaching the sealing member to one surface of the substrate;
and removing the base substrate for film formation from the graphene film in a state where the graphene film is in close contact with one surface of the sample and the base material in a vacuum space. Production method. 前記成膜用下地基板として、真空空間で蒸発する材料からなるものを用いることを特徴とする請求項９に記載の環境セルの製造方法。 10. The method of manufacturing an environmental cell according to claim 9, wherein the base substrate for film formation is made of a material that evaporates in a vacuum space.
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