KR101969881B1 - 통전 및 인장이 가능한 전자현미경용 홀더장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 비교적 간단한 구성 및 구조로 분석 대상 시편에 대한 전기적, 기계적 변화를 가할 때 일어나는 미세조직의 변화를 관찰할 수 있는 전자현미경용 홀더장치를 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자현미경용 홀더장치는 길이방향을 따라 연장된 홀더바디와; 상기 홀더바디의 단부에 배치되며 높이방향을 따라 진행하는 전자빔 통과공을 갖는 팁 프레임과; 상기 팁 프레임에서 상기 길이방향을 따라 상호 간격 조절 가능하게 이격 배치되는 한 쌍의 전극을 갖는 전극부와; 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나를 상기 길이방향을 따라 이동시킬 수 있는 이동조절부를 포함한다.

Description

통전 및 인장이 가능한 전자현미경용 홀더장치{HOLDER FOR ELECTRON MICROSCOPE CAPABLE OF APPLY ELECTRICITY AND TENSIONING}

본 발명은 통전 및 인장이 가능한 전자현미경용 홀더장치에 관한 것이다.

투과전자현미경은 분석 대상 시편에 전자빔을 가함으로써 미세구조를 파악할 수 있다. 최근에는 분석 대상 시편을 평상시일 때뿐만 아니라 전기적, 기계적 변화가 일어날 때의 미세구조를 관찰함으로써 물질 고유의 특성을 분석하는 일이 중요해지고 있다.

그러나 종래의 홀더장치는 분석 대상 시편에 전기적 변화와 기계적 변화 중 어느 하나를 택일적으로 가할 수 있을 뿐이어서 전기적 변화와 기계적 변화를 동시에 일으키거나 연속적으로 일으킬 수 없었다. 이러한 종래의 홀더장치는 분석 대상 시편에 대한 전기적 및 기계적 특성을 복합적으로 파악하는데 어려움이 있다.

본 발명의 목적은 비교적 간단한 구성 및 구조로 분석 대상 시편에 대한 전기적, 기계적 변화를 가할 때 일어나는 미세조직의 변화를 관찰할 수 있는 전자현미경용 홀더장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자현미경용 홀더장치는 길이방향을 따라 연장된 홀더바디와; 상기 홀더바디의 단부에 배치되며 높이방향을 따라 진행하는 전자빔 통과공을 갖는 팁 프레임과; 상기 팁 프레임에서 상기 길이방향을 따라 상호 이격 가능하게 배치되는 한 쌍의 전극을 갖는 전극부와; 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나를 상기 길이방향을 따라 이동시킬 수 있는 이동력제공부를 포함한다.

여기서, 상기 한 쌍의 전극은 상기 팁 프레임에 고정되는 고정전극과 상기 팁 프레임에 대해 슬라이딩 가능하게 지지된 가동전극으로 이루어지며, 상기 이동력제공부는 상기 가동전극에 대해 상기 길이방향으로의 이동을 위한 힘을 제공하는 것이 구조적으로 바람직하다.

그리고 상기 가동전극을 지지하며 상기 팁 프레임에 대해 슬라이딩 이동 가능한 절연체인 슬라이딩부를 더 포함하는 것이 보다 정확한 실험을 할 수 있다.

또한 상기 고정전극을 지지하며 상기 팁 프레임에 고정되는 절연체인 고정부를 더 포함하는 것이 보다 정확한 실험을 할 수 있다.

그리고 상기 이동력제공부는 구동부와; 상기 구동부의 구동력에 의해 상기 길이방향을 따라 이동 가능하며 상기 슬라이딩부와 연결되는 로드를 포함하는 것이 구조적으로 바람직하다.

본 발명에 따른 전자현미경용 홀더장치는 간단한 구성 및 구조로 분석 대상 시편에 대한 전기적 및/또는 기계적 변화를 가할 때 일어나는 미세조직의 변화를 비교적 정확하게 관찰할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자현미경용 홀더장치를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 홀더장치의 팁 프레임 영역을 확대하여 나타낸 분해사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 홀더장치의 팁 프레임 영역을 나타낸 정면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 전자현미경용 홀더장치를 나타낸 사시도이다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 홀더장치는 전자현미경 내부로 삽입되는 길이방향을 따라 연장된 홀더바디(100)와, 전자현미경 외부에 배치되어 조작 가능한 이동력제공부(700)를 포함한다. 그리고 홀더바디(100)의 자유단부에는 분석 대상 시편(S)이 안착되는 팁 프레임(300)이 설치된다.

이동력제공부(700)는 구동모터(710)와 구동모터(710)와 연결되는 로드(Rod, 750) 및 구동모터(710)와 로드(750) 사이에 배치되어 구동모터(710)의 회전력을 홀더바디(100)의 길이방향 선형운동으로 변환하여 로드(750)가 길이방향을 따라 이동되도록 하는 리니어 스테이지(730)를 포함한다. 여기서, 구동모터(710)와 리니어스테이지(730)는 다양한 종류의 리니어 액츄에이터로 변경되어 로드(750)를 선형이동시킬 수 있다. 로드(750)는 홀더바디(100) 내부를 통과하여 팁 프레임(300)에서 노출되도록 연장된다.

도 2는 본 발명에 따른 홀더장치의 팁 프레임(300) 영역을 확대하여 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 홀더장치의 팁 프레임(300) 영역을 확대하여 나타낸 정면도이다. 도 2 및 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 팁 프레임(300)은 길이방향을 따라 상호 평행하게 연장된 한 쌍의 아암(310)을 갖는다. 한 쌍의 아암(310)은 각각 내향 돌출되어 길이방향을 따라 연장된 슬라이딩 가이드부(311)를 갖는다. 전자현미경의 전자빔은 높이방향을 따라 진행하여 한 쌍의 아암(310)사이로 통과한다.

한 쌍의 아암(310) 사이에는 높이방향을 따라 진행하는 전자빔이 통과되는 전자빔 통과공(E)을 사이에 두고 서로 이격 가능하게 배치되는 한 쌍의 전극(510, 530)을 갖는 전극부가 배치된다. 한 쌍의 전극(510, 530)은 각각 (+), (-)극에 해당하며, 각각 별도의 전원부와 연결된 전도선(513, 533)과 연결된다. 각 전극(510, 530)은 각 전도선(513, 533)과 용이하게 연결될 수 있도록 외곽 측에서 길이방향을 따라 연장된 연장부(511, 531)를 갖는다. 본 홀더장치는 별도의 전원부와 한 쌍의 전극부(510, 530) 사이 회로에 배치되는 릴레이(Relay)와 릴레이를 제어할 수 있는 제어부를 더 포함함으로써 분석대상시편(S)에 대한 전류의 공급을 제어할 수 있다. 전도선(513, 533)은 전기전도성이 높은 은으로 이루어지는 것이 바람직하다. 전도선(513, 533)과 각 전극부(510, 530)는 전도성 에폭시를 이용하여 접합하는 것이 바람직하다.

전극부는 팁 프레임(300)에 고정되는 고정전극(530)과 팁 프레임(300)에 대해 슬라이딩 가능하게 지지되는 가동전극(510)으로 이루어진다. 가동전극(510)은 슬라이딩 가이드부(311)를 따라 슬라이딩 가능한 슬라이딩부(350)에 지지된다. 슬라이딩부(350)는 슬라이딩 가이드부(311)에 대응하는 홈으로 형성되는 슬라이딩 그루브(357)와, 로드(750)와 결합되는 로드결합부(355)를 갖는다. 슬라이딩부(350)는 로드(750)와 결합되어 로드(750)의 선형이동에 따라 함께 선형이동할 수 있다. 여기서, 슬라이딩부(350)는 전기절연체인 것이 보다 정확한 실험을 하는데 유리하다.

고정전극(530)은 팁 프레임(300)의 자유단부 측에 고정되는 고정부(330)에 지지된다. 한 쌍의 아암(310)은 고정부(330)와 결합되기 위해 높이방향을 따라 연장된 삽입그루브(315)를 가지며, 고정부(330)는 삽입그루브(315)에 대응하게 외향 돌출된 삽입돌출부(331)를 갖는다. 고정부(330)는 삽입그루브(315)에 삽입되어 홀더바디(100)의 길이방향으로의 이동이 저지된다. 고정부(330)는 전기절연체인 것이 보다 정확한 실험을 하는데 유리하다.

그리고 가동전극(510)과 고정전극(530)은 분석 대상 시편(S)에 의해 상호 연결된다. 즉, 가동전극(510)과 고정전극(530)이 높이방향을 따라 진행하는 전자빔이 통과할 수 있는 통과공(E)을 남겨두고 이격 배치된 상태에서 길이방향을 따라 연장된 시편(S)의 양 단부가 각각 가동전극(510) 및 고정전극(530)에 접촉 지지된다. 이때, 시편(S)의 양단부는 각각 가동전극(510) 및 고정전극(530)에 볼트 또는 접착제 등에 의해 고정된다.

이러한 구조에 의해, 전극부(510, 530)에 전류를 허용함으로써 분석대상시편(S)에 전기적 변화가 일어날 때의 미세구조의 변화를 관찰할 수 있으며, 또한 이동력제공부(700)의 조작으로 로드(750)와 연결된 슬라이딩부(350)를 잡아당기거나 밀어줌으로써 분석대상시편(S)에 인장력을 가하여 기계적 변화가 일어날 때의 미세구조의 변화를 관찰할 수 있다. 물론, 분석대상시편(S)에 대한 전기적 변화와 기계적 변화를 동시에 가하면서 관찰할 수 있으며, 전기적 변화와 기계적 변화를 개별적으로 가하거나 또는 전기적 변화와 기계적 변화를 순차적으로 가할 수도 있다.

또한, 전극부(510, 530)에 대해 전류를 연속적으로 공급함으로써 전극부(510, 530)와 전기적으로 연결된 시편(S)이 가열되도록 한 상태에서 분석대상시편(S)을 관찰할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 홀더장치는 분석대상시편(S)에 대해, 전기적 또는 기계적 변화를 가할 수 있으면서, 또한 전류를 연속적으로 공급함으로써 분석대상시편(S)이 가열되었을 때의 미세구조도 관찰할 수 있다.

한 쌍의 전극(510, 530)은 모두 이동 가능할 수 있다. 이 경우 이동력제공부(700)는 각 전극(510, 530)과 연결되어 적어도 하나의 전극(510, 530)을 이동시킬 수 있다.

가동전극(510)은 고정부(330)에 매개되지 않고 팁 프레임(300)에 직접 고정될 수 있다. 고정전극(530)은 슬라이딩부(350)에 매개되지 않고 직접 팁 프레임(300)에 대해 슬라이딩될 수 있다.

S: 시편 100: 홀더 바디
300: 팁 프레임 330: 고정부
350: 슬라이딩부 510: 가동전극
530: 고정전극 700: 이동력제공부

Claims (5)

1. 전자현미경용 홀더장치에 있어서,
   길이방향을 따라 연장된 홀더바디와;
   상기 홀더바디의 단부에 배치되며 높이방향을 따라 진행하는 전자빔 통과공을 갖는 팁 프레임과;
   상기 팁 프레임에서 상기 길이방향을 따라 상호 이격 가능하게 배치되고 분석대상시편에 전기적으로 접촉하는 한 쌍의 전극을 갖는 전극부와;
   상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나를 상기 길이방향을 따라 이동시킬 수 있는 이동력제공부를 포함하며,
   상기 한 쌍의 전극은 상기 팁 프레임에 고정되는 고정전극과 상기 팁 프레임에 대해 슬라이딩 가능하게 지지된 가동전극으로 이루어지며,
   상기 이동력제공부는 상기 가동전극에 대해 상기 길이방향으로의 이동을 위한 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 홀더장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 가동전극을 지지하며 상기 팁 프레임에 대해 슬라이딩 이동 가능한 절연체인 슬라이딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 홀더장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 고정전극을 지지하며 상기 팁 프레임에 고정되는 절연체인 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 홀더장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 이동력제공부는,
   구동부와;
   상기 구동부의 구동력에 의해 상기 길이방향을 따라 이동 가능하며 상기 슬라이딩부와 연결되는 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 홀더장치.

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