TWI600890B - 穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具及其操作方法 - Google Patents

Description

穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具及其操作方法

本發明是有關於一種樣品固定治具及其操作方法，且特別是有關於一種可於真空環境下載入多個樣品進入穿透式電子顯微鏡的腔體中進行觀察的樣品固定治具及其操作方法。

隨著顯微觀察技術的發展，各種類型的顯微鏡，例如光學顯微鏡(Optical Microscope)、原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope,AFM)、電子顯微鏡如掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)、穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,TEM)等，因應而生。當利用例如是穿透式電子顯微鏡來進行樣品觀察時，穿透式電子顯微鏡的腔體內需形成中空環境，並且一個一個順序地將樣品載入腔體內進行觀察，並於觀察後將樣品取出。

然而，在目前的穿透式電子顯微鏡中，當每一個樣品結束觀察後，穿透式電子顯微鏡皆須進行破真空的步驟，以將樣品 由腔體中取出。此外，當重新載入新的樣品進入腔體內進行觀察時，腔體必須再一次進行抽真空的步驟，以重新在腔體中形成真空環境。因此，穿透式電子顯微鏡在替換每一個樣品時，皆須不斷重複上述腔體抽真空及破真空的步驟。由於在腔體內形成真空環境所需的時間冗長，因此，當使用者使用穿透式電子顯微鏡對大量的樣品進行觀察時，往往需耗費大量的時間於載入及更換樣品的步驟，而造成人力、時間以及設備成本的耗費。

本發明提供一種樣品固定治具，其可將多個觀察樣品先預置於其中，使得穿透式電子顯微鏡在操作過程中，當替換觀察樣品時，無需進行破真空的步驟來將觀察樣品取出。

本發明提供一種樣品固定治具的操作方法，其可在無需將形成在穿透式電子顯微鏡的腔體內的真空環境進行破真空的步驟的情形下，進行多個觀察樣品的觀察、替換以及載入，以節省穿透式電子顯微鏡的操作時間。

本發明的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具適於載入第一樣品至穿透式電子顯微鏡的腔體內。樣品固定治具包括本體、樣品預置裝置以及樣品傳送裝置。本體適於與腔體結合而形成密閉空間於腔體內。本體具有適於插入腔體的插入部以及保持於腔體外的外接部。樣品預置裝置配置於本體內，用以承載第一樣品。樣品傳送裝置配置於本體內，並且樣品傳送裝置耦接於樣品預置裝置，用以將樣品預置裝置上的第一樣品依序傳送到密閉空間內 的觀察區，並將觀察後的第一樣品由觀察區依序傳送回樣品預置裝置

本發明的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具的操作方法適於載入第一樣品進入穿透式電子顯微鏡的腔體中。樣品固定治具的操作方法包括將第一樣品預置裝置配置於樣品固定治具的本體中。本體具有適合插入腔體的插入部以及保持於腔體外的外接部。將第一樣品預置於該樣品預置裝置中。將本體結合於腔體，而於腔體內形成密閉空間。藉由樣品傳送裝置將樣品預置裝置上的第一樣品依序傳送到密閉空間內的觀察區。樣品傳送裝置將觀察後的第一樣品由觀察區傳送回樣品預置裝置。

在本發明的一實施例中，上述的樣品傳送裝置包括傳送機構以及致動元件。致動元件耦接於傳送機構與樣品預置裝置。用以驅動傳送機構在觀察區與樣品預置裝置之間傳送第一樣品。

在本發明的一實施例中，上述的樣品預置裝置位於本體的插入部。

在本發明的一實施例中，上述的樣品預置裝置位於本體的外接部。

在本發明的一實施例中，上述的樣品固定治具還包括樣品載入裝置。樣品載入裝置儲存多個第二樣品。樣品載入裝置可拆卸地組裝於外接部並且耦接樣品預置裝置，以將第二樣品載入樣品預置裝置中。

在本發明的一實施例中，上述的樣品預置裝置可拆卸地組裝於外接部。

在本發明的一實施例中，上述的樣品預置裝置包括環狀載具。環狀載具具有中央軸，並且環狀載具適於在相對於中央軸的圓周上承載第一樣品。致動元件耦接於環狀載具，以驅動環狀載具沿中央軸旋轉。

在本發明的一實施例中，上述的致動元件包括動力源以及傳動件。傳動件耦接於動力源與環狀載具之間，以帶動環狀載具沿中央軸旋轉。

在本發明的一實施例中，上述的傳動件包括動力輪，而環狀載具包括環狀輪。環狀輪耦接於動力輪。

在本發明的一實施例中，上述的環狀輪與動力輪為螺旋齒輪組、蝸桿蝸輪組或斜齒輪組。

在本發明的一實施例中，上述的環狀載具還包括托架。托架設置於環狀載具的圓周上，用以分別承載第一樣品。

在本發明的一實施例中，托架可移動地沿圓周的法線方向插置於環狀載具上。傳送機構包括上推件以及傳送件。上推件設置於圓周內。上推件適於沿法線方向推動相應的托架遠離環狀載具。傳送件適於在托架遠離環狀載具之後，將托架傳送至觀察區。

在本發明的一實施例中，上述的樣品預置裝置配置於本體的插入部。

在本發明的一實施例中，上述的樣品預置裝置配置於本體的外接部。

在本發明的一實施例中，上述的操作方法還包括將樣品載入裝置可拆卸地組裝於外接部並且耦接樣品預置裝置，以將預置於樣品載入裝置中的多個第二樣品載入樣品預置裝置中。

本發明的上述實施例中的樣品固定治具可具有本體、樣品預置裝置以及樣品傳送裝置。樣品預置裝置以及樣品傳送裝置配置於本體中，並且穿透式電子顯微鏡的觀察樣品可預載於樣品預置裝置中。在本體與穿透式電子顯微鏡於腔體內所形成的密閉空間中，樣品傳送裝置可將預載於樣品預置裝置中的樣品傳送至穿透式電子顯微鏡的腔體內的觀察區進行觀察。因此，當樣品置於穿透式電子顯微鏡的腔體內的密閉空間進行觀察時，在觀察樣品替換的過程中，使用者可在無需破壞密閉空間內的真空環境的情形下，直接將觀察完的樣品由觀察區中取出，且替換並重新載入下一個觀察樣品，以節省穿透式電子顯微鏡所需的操作時間以及成本。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

下文的多個實施例以相同的符號代表具有相同或類似的功能的構件或裝置，其中圖式中所示元件之形狀、尺寸、比例等僅為示意，非對本發明之實施範圍加以限制。另外，以下說明內容所述之任一實施例雖同時揭露多個技術特徵，也不意味必需同時實施該任一實施例中的所有技術特徵。

圖1是依照本發明的一實施例的樣品固定治具的示意圖。圖2是圖1的樣品固定治具配置於穿透式電子顯微鏡的腔體內的示意圖。請參考圖1及圖2，在本實施例中，穿透式電子顯微鏡50可包括真空泵51、腔體52、插入口54、觀察區55、電源線56、電子源57、磁透鏡58以及投影磁透鏡59。在本實施例中，真空泵51配置於腔體52外，且真空泵51可將腔體52抽真空，以於腔體52內的密閉空間53內形成真空環境。此外，插入口54位於腔體52的壁面上，樣品固定治具100可經由插入口54插置於腔體52中。再者，樣品的電源線56、電子源57、磁透鏡58、觀察區55以及投影磁透鏡59皆位於腔體52內，並且於在腔體52的垂直方向上由上至下依序配置。電子源57可經由電源線56耦接電源(未繪示)，以形成電子束L，且電子束L可透過磁透鏡58來聚焦於樣品的觀察區55。當電子束L穿透過放置於觀察區55內的樣品後，可再經由投影磁透鏡59聚焦並放大，且最後投影於位在腔體52底部的成像屏(未繪示)上，以形成影像或繞射圖形(Diffraction pattern)。

在本實施例中，樣品固定治具100可將第一樣品10載入穿透式電子顯微鏡50的腔體52中。樣品固定治具100包括本體110、樣品預置裝置120以及樣品傳送裝置130。此外，本體110可與腔體52結合，而於腔體52內形成密閉空間53，並且穿透式電子顯微鏡50的真空泵51可對密閉空間53進行抽真空，以形成真空環境。在本實施例中，本體110具有可插入腔體52內的插入部112，以及保持於腔體52外的外接部114。詳細而言，如圖2所示，本體110的插入部112可經由穿透式電子顯微鏡50的插入口54插入並且配置於腔體52中。此外，當插入部112插入腔體52內時，連接於插入部112的外接部114仍保持於穿透式電子顯微鏡50的腔體52之外。

在本實施例中，樣品預置裝置120及樣品傳送裝置130皆配置於本體110內，並且樣品預置裝置120耦接樣品傳送裝置130。樣品預置裝置120可用來承載第一樣品10，並且第一樣品10可依序藉由樣品傳送裝置130傳送至腔體52內的觀察區55。此外，當穿透式電子顯微鏡50每完成一個第一樣品10的觀察後。樣品傳送裝置130可將第一樣品10由密閉空間53中的觀察區55傳送回樣品預置裝置120中。同時，樣品傳送裝置130可於密閉空間53內更換並傳送下一個欲進行觀察的第一樣品10。

本實施例的樣品傳送裝置130包括傳送機構132以及致動元件134。致動元件134耦接傳送機構132以及樣品預置裝置120。此外，本實施例的致動元件134可用來驅動傳送機構132將第一樣品10傳送至腔體52內的觀察區55。或者，當穿透式電子顯微鏡50完成第一樣品10的觀察之後，致動元件134可再驅動傳送機構132將第一樣品10由觀察區55傳送回樣品預置裝置120中。因此，致動元件134可帶動傳送機構132在樣品預置裝置120與腔體52內的觀察區55之間來回傳送第一樣品10。再者，本實施例的致動元件134可經由控制線路136電性連接配置於遠端的操控主機或系統，以對致動元件134進行操控。

請再參考圖1及圖2，在本實施例中，樣品預置裝置120與致動元件134皆是位於本體110的插入部112中。在本體110的插入部112經由插入口54插入腔體52之前，使用者可將多個第一樣品10先預置於樣品預置裝置120中。如圖1所示，本實施例的樣品固定治具100可另外包括樣品載入裝置150。在第一樣品10被載入樣品預置裝置120之前，第一樣品10可預先儲存於樣品載入裝置150中。在本實施例中，樣品載入裝置150具有裝載腔體152。第一樣品10可預置於裝載腔體152內，並且第一樣品10可分別被貼附並承載於例如是圓盤狀的銅網20上。

在本實施例中，多個第一樣品10可依觀察的先後順序分批次地預載於樣品載入裝置150的裝載腔體152內，以避免使用者欲同時對多個批次的第一樣品10進行觀察時，不同批次的第一樣品10之間的觀察順序會產生混淆的情形，同時也使得第一樣品10在被載入穿透式電子顯微鏡50進行觀察之前，可預先保存於樣品載入裝置150中，以避免第一樣品10的汙染。

圖3A是本發明一實施例的樣品固定治具的樣品預置裝置的示意圖。圖3B是圖3A的樣品預置裝置的側面示意圖。請參考圖3A及圖3B，在本實施例中，樣品預置裝置120例如是環形的樣品預置裝置。此外，樣品預置裝置120可包括殼體122、環狀載具124。在本實施例中，環狀載具124具有中央軸A1，並且環狀載具124可在其相對於中央軸A1的圓周上承載多個第一樣品10。再者，上述的樣品傳送裝置130的致動元件134可耦接於環狀載具124，並且致動元件134可驅動環狀載具124沿中央軸A1旋轉。

詳細而言，請參考圖1、圖3A及圖3B，本實施例的致動元件134包括動力源134a以及傳動件134b，其中動力源134a可為馬達或電磁閥。傳動件134b耦接於動力源134a與環狀載具124之間，以帶動環狀載具124沿中央軸A1旋轉。此外，傳動件134b可包括動力輪134b1，並且動力輪134b1配置於傳動件134b與環狀載具124相互耦接的位置。同時，環狀載具124可包括環狀輪124a，其配置於環狀載具124的內壁，且環狀輪124a耦接於傳動件134b的動力輪134b1。詳細而言，傳動件134b的動力輪134b1可經由動力源134a的驅動而旋轉，並且動力輪134b1進一步帶動與其互相耦接的環狀輪124a沿中央軸A1的軸向旋轉。本實施例的環狀輪124a與動力輪134b1可為螺旋齒輪組、蝸桿蝸輪組或是斜齒輪組等可實現相同功能的構件組合。

在本實施例中，環狀載具124還包括多個沿其圓周配置的托架125。托架125可用來分別承載銅網20以及其上所負載的第一樣品10。在本實施例中，托架125例如是U形托架，且托架125具有U形凹口125a。本實施例的托架125可分別沿環狀載具124的圓周的法線方向，也就是朝中心軸A1的方向可移動地插置於環狀載具124上。

上述的傳送機構132還包括傳送件132a以及上推件132b。在本實施例中，傳送件132a例如是傳送桿構件，其用來傳送托架125，以將第一樣品10傳送進入腔體52內的觀察區55進行觀察。此外，上推件132b設置於環狀載具124的圓周內，並且適於沿環狀載具124的圓周的法線方向(也就是圖3A中的向上箭頭方向)推動托架125遠離環狀載具124。詳細而言，樣品預置裝置120的殼體122具有開口123，其對應上推件132b的推升方向配置。環狀輪124a經由動力輪134b1的驅動，將承載第一樣品10的托架125依序旋轉至對應開口123的位置，並利用上推件132b沿環狀載具124的法線方向朝開口123推升插置於環狀輪124a上的托架125，進而將托架125推出環狀載具124外。

圖4A至圖4D是依照本發明一實施例的樣品固定治具的樣品傳送裝置的作動方式的示意圖。如圖4A及圖4B所示，當上推件132b將插置於環狀載具124中的其中一個托架125及其承載的第一樣品10朝開口123的方向推升時，傳送件132a可經由致動元件134的驅動沿水平方向朝托架125的位置移動。如圖4B所示，當上推件132b沿箭頭方向推升托架125後，傳送件132a可由托架125的U形開口125a與環狀載具124之間的間隙穿過，並且停留於U形開口125a中。

接著，請參考圖4C及圖4D，當傳送件132a進入U形開口125a之後，傳送件132a可經由U形開口125a將托架125撐起，並沿圖4C中的箭頭方向推升，使得托架125離開其原本插置的環狀載具124。同時，如圖4D所示，當托架125被傳送件132a推升後，上推件132b可沿箭頭方向下降至原本位於環狀載具124的圓周內的初始位置。接著，傳送件132a可朝腔體52內的觀察區55傳送托架125以及其所負載的第一樣品10，以將第一樣品10載入觀察區55內進行觀察。在本實施例中，傳送件132a接觸並負載托架125的位置前後可分別配置凸塊132a1，以將托架125固定於傳送件132a上，並防止托架125及第一樣品10在傳送件132a傳送的過程中產生前後滑動的現象。

在本實施例中，傳送件132a是以傳送桿構件為例子做說明。在本發明另一個未繪示的實施例中，傳送件132a也可為滑軌、皮帶與凸輪或者是齒輪與齒條等構件組成的組合結構，用以傳送第一樣品10。本發明對於傳送件132a的組成方式並未加以限制。樣品固定治具100可依實際的需求選擇適當的構件組成傳送件132a來傳送托架125及第一樣品10進入觀察區55中。此外，傳送件132a的驅動力的來源除了上述的致動元件134之外，也可以手動施力或是其他的電動或機械的方式來驅動，例如藉由機械力、摩擦力、靜電力、壓電振動等原理所產生的作用力來驅動傳送件132a。

圖5A及圖5B是依照本發明一實施例的樣品傳送裝置的作動方式的示意圖。請參考圖4D、圖5A以及圖5B，承上述的內容，樣品傳送裝置130的傳送件132a可將托架125及其所承載的第一樣品10沿圖5A所示的箭頭方向朝觀察區55傳送。此外，當穿透式電子顯微鏡50完成第一樣品10的觀察之後，致動元件134可驅動傳送件132a帶動托架125水平位移並退至環狀載具124的上方。當傳送件132a將托架125退至環狀載具124的上方後，傳送件132a可降低托架125的高度，同時上推件132b上升至托架125的底部的位置，以承載托架125。當托架125的底部被承載於上推件132b上之後，傳送件132a可由托架125的U形開口125a與環狀載具124之間的間隙離開托架125。同時，上推件132b可下降並帶動托架125插置回環狀載具124中。

當托架125插置回環狀載具124後，動力輪134b1可再次帶動環狀輪124a及環狀載具124旋轉，以將下一個欲觀察的第一樣品10以及承載該第一樣品10的托架125傳送至對應上推件132b的上推方向以及開口123的位置，以進行下一個第一樣品10的傳送及觀察的步驟。

在本實施例中，由於預置於樣品預置裝置120內的多個第一樣品10可經由樣品傳送裝置130的傳送與替換，順序地傳送至穿透式電子顯微鏡50的腔體52內的觀察區55進行觀察，而無需在每一個第一樣品10完成觀察後，為了取出觀察完的第一樣品10並重新載入下一個欲觀察的第一樣品10，即對腔體52內的密閉空間53進行破真空的步驟。因此，穿透式電子顯微鏡50藉由樣品固定治具100來載入第一樣品10，可使腔體52在無需將形成於其內的真空環境進行破真空的情形下，順序地替換並載入預載於樣品預置裝置120中的第一樣品10進入觀察區55內進行觀察。也因此，在本實施例中，穿透式電子顯微鏡50的樣品載入、退出以及替換的時間可有效地減少，並且進一步減少穿透式電子顯微鏡50所需的操作時間。

圖6A及圖6B是依照本發明另一實施例的樣品固定治具的示意圖。本實施與圖1及圖2的樣品固定治具的結構類似。因此，相同或相似的構件以相同或相似的符號表示，並且不再重複說明。請參考圖6A及圖6B，本實施例與圖1及圖2的實施例差異在於，本實施例的樣品固定治具200的樣品預置裝置220及致動元件134是配置於本體210的外接部214中。此外，樣品固定治具200具有樣品載入裝置250，其可將第二樣品30預載於其裝載腔體252中。本實施例的外接部214具有載入口214a，當插入部212載入至穿透式電子顯微鏡50的腔體52內時，樣品載入裝置250可經由載入口214a且沿圖6B中的箭頭方向可拆卸地組裝於外接部214，並耦接於樣品預置裝置220。樣品載入裝置250可將第二樣品30由其裝載腔體252內載入樣品預置裝置220中。

在本實施例中，當穿透式電子顯微鏡50完成樣品載入裝置250所裝載的全部第二樣品30的觀察後，需更換下一批的第二樣品30來進行觀察時，使用者可無需將整個樣品固定治具200由穿透式電子顯微鏡50的腔體52內退出。使用者可直接經由載入口214a將裝載下一批第二樣品30的另一個樣品載入裝置250耦接於樣品預置裝置220，以將裝載腔體252內所裝載的第二樣品30載入本體210中。因此，本實施例的穿透式電子顯微鏡50可在其腔體52內的密閉空間53無需進行破真空的情形下，直接經由樣品載入裝置250的拆卸與更換，來替換欲進行觀察的第二樣品30。

在另一個未繪示的實施例中，樣品預置裝置220本身亦可如樣品載入裝置250經由載入口214a可拆卸地組裝於外接部214中。換言之，在本實施例中，樣品預置裝置220可兼具由外部載入樣品以及於本體210內預置樣品的功能。因此，待觀察的樣品可預載於樣品預置裝置220中，並於樣品預置裝置220組裝入本體210的外接部214的過程中，直接被載入本體210內，以進行後續樣品傳送的步驟。

圖7A及圖7B是圖6A及圖6B的樣品固定治具的作動方式的示意圖。請參考圖6A、圖6B、圖7A以及圖7B，在本實施例中，樣品載入裝置250可拆卸地插置於外接部214的載入口214a，並且樣品載入裝置250中的第二樣品30依序載入樣品預置裝置220中。當第二樣品30載入樣品預置裝置220後，樣品傳送裝置130可傳送第二樣品30進入穿透式電子顯微鏡50的觀察區55中進行觀察。接著，如圖7B所示，當穿透式電子顯微鏡50完成對於第二樣品30的觀察後，傳送件132可經由致動元件134的帶動，而將第二樣品30退回至樣品預置裝置220內的初始位置。

圖8是依照本發明一實施例的樣品固定治具的操作方法的流程示意圖。請參考圖8及圖2。在本實施例中，樣品固定治具100的操作方法步驟可包括：將第一樣品10載入樣品預置裝置120中(步驟S301)。在本實施例中，樣品預置裝置120及致動元件134皆配置於本體110的插入部114中。接著，將本體110的插入部112插入腔體52中，以使本體110與腔體52結合而形成密閉空間53(步驟S302)，並且穿透式電子顯微鏡50可對密閉空間53抽真空，以於密閉空間內形成真空環境。然後，樣品傳送裝置130依序將預置於樣品預置裝置120中的第一樣品10傳送至密閉空間53內的觀察區55中進行觀察(步驟S303)。當穿透式電子顯微鏡50每次完成第一樣品10的觀察時，樣品傳送裝置130將觀察後的第一樣品10由觀察區55中傳送回樣品預置裝置120(步驟S304)，並且樣品傳送裝置130再將下一個欲觀察的第一樣品10傳送至觀察區55中。

在本實施例中，穿透式電子顯微鏡50的使用者可將欲進行觀察的同一批次的第一樣品10，於本體110的插入部112插入腔體52之前，預先載入樣品預置裝置120中。因此，當使用者每次完成其中一個第一樣品10的觀察而欲更換並進行同批次的下一個第一樣品10的觀察時，無需對形成於密閉空間53內的真空環境進行破真空的步驟，並且無需將樣品固定治具100的本體110由腔體52中取出。本實施例的穿透式電子顯微鏡50可直接經由樣品固定治具100的樣品傳送裝置130在樣品預置裝置120與觀察區55之間傳送第一樣品10。由於本實施例的穿透式電子顯微鏡50在每次更換進行觀察的第一樣品10時，腔體52無需重複地進行破真空以及抽真空的步驟，因此，穿透式電子顯微鏡50的操作時間可相對大幅地減少。

圖9是依照本發明另一實施例的樣品固定治具的操作方法的流程示意圖。請參考圖9及圖7A及圖7B，在本實施例中，樣品固定治具200的操作方法包括：將第二樣品30先預載於樣品載入裝置250中(步驟S401)。接著，將本體210的插入部212結合至腔體52以於腔體52中形成密閉空間53，並將樣品載入裝置250可拆卸地組裝於保持於腔體52外的外接部214，且樣品載入裝置250耦接樣品預置裝置220(步驟S402)。當完成上述的步驟後，穿透式電子顯微鏡50的真空泵51可對密閉空間53進行抽真空的步驟，以於密閉空間53內形成真空環境。在本實施例中，樣品預置裝置220及致動元件134皆配置於本體210的外接部214中。然後，第二樣品30可依序由樣品載入裝置250的裝載腔體252載入樣品預置裝置220(步驟S403)。接著，樣品傳送裝置130的傳送件132a將樣品預置裝置上的第二樣品30依序傳送至腔體52內的密閉空間53中的觀察區55進行觀察(步驟S404)。當穿透式電子顯微鏡50每次完成第二樣品30的觀察時，樣品傳送裝置將觀察後的第一樣品10由觀察區55傳送回樣品預置裝置220中(步驟S405)，並且樣品傳送裝置130再將下一個欲觀察的第二樣品30傳送至觀察區55。

在本實施例中，穿透式電子顯微鏡50的使用者可將同一批次的多個第二樣品30同時載入本體210與腔體52所形成的密閉空間53內的觀察區55進行觀察。當穿透式電子顯微鏡每完成一個第二樣品30的觀察後，而欲載入下一個第二樣品30進行觀察時，穿透式電子顯微鏡100無需對形成於密閉空間53內的真空環境進行破真空的步驟，而可直接藉由樣品固定治具200的樣品傳送裝置130將下一個欲進行觀察的第二樣品30傳送至觀察區55中。

相較於圖8的流程圖所述的實施例，在本實施例中，當穿透式電子顯微鏡50完成樣品載入裝置250內所載的同一批的第二樣品30的觀察後，穿透式電子顯微鏡200可藉由外接部214的載入口214a的開關來更換另一個樣品載入裝置250。因此，在本實施例中，當樣品載入裝置250所載的同一批的第二樣品30完成觀察後，而欲更換預載於另一個樣品載入裝置250中的下一批次的第二樣品30來進行觀察時，穿透式電子顯微鏡50可在無需對密閉空間53進行破真空步驟的情形下，直接藉由更換組裝於外接部214上的樣品載入裝置250來達成上述目的。

綜上所述，本發明的上述多個實施例中的樣品固定治具，其包括樣品預置裝置以及樣品傳送裝置配置其本體中。此外，本體可與穿透式電子顯微鏡的腔體結合，而形成密閉空間。穿透式電子顯微鏡的觀察樣品經由樣品傳送裝置載進密閉空間內的觀察區。當穿透式電子顯微鏡使用樣品固定治具來預置及傳送觀察樣品時，穿透式電子顯微鏡可在不需對上述密閉空間進行破真空的步驟的情形下，連續進行多個樣品的觀察、替換以及載入的步驟。因此，當穿透式電子顯微鏡進行多個樣品的觀察時，無需重複地進行腔體抽真空及破真空的步驟。也因此，穿透式電子顯微鏡的操作時間可大幅的縮短，以進一步提升穿透式電子顯微鏡的使用效率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10：第一樣品 20：銅網 30：第二樣品 50：穿透式電子顯微鏡 51：真空泵 52：腔體 53：密閉空間 54：插入口 55：觀察區 56：電源線 57：電子源 58：磁透鏡 59：投影磁透鏡 100、200：樣品固定治具 110、210：本體 112、212：插入部 114、214：外接部 120、220：樣品預置裝置 122：殼體 123：開口 124：環狀載具 124a：環狀輪 125：托架 125a：U形凹口 130：樣品傳送裝置 132：傳送機構 132a：傳送件 132a1：凸塊 132b：上推件 134：致動元件 134a：動力源 134b：傳動件 134b1：動力輪 136：控制線路 150、250：樣品載入裝置 152、252：裝載腔體 214a：載入口 A1：中央軸 L：電子束 S301~S304、S401~405：步驟

圖1是依照本發明的一實施例的樣品固定治具的示意圖。 圖2是圖1的樣品固定治具配置於穿透式電子顯微鏡中的腔體內的示意圖。 圖3A是本發明一實施例的樣品固定治具的樣品預置裝置的示意圖。 圖3B是圖3A的樣品預置裝置的側面示意圖。 圖4A至圖4D是依照本發明一實施例的樣品固定治具的樣品傳送裝置的作動方式的示意圖。 圖5A及圖5B是依照本發明一實施例的樣品傳送裝置的作動方式的示意圖。 圖6A及圖6B是依照本發明另一實施例的樣品固定治具的示意圖。 圖7A及圖7B是圖6A及圖6B的樣品固定治具的作動方式的示意圖。 圖8是依照本發明一實施例的樣品固定治具的操作方法的流程示意圖。 圖9是依照本發明另一實施例的樣品固定治具的操作方法的流程示意圖。

10‧‧‧第一樣品

20‧‧‧銅網

50‧‧‧穿透式電子顯微鏡

51‧‧‧真空泵

52‧‧‧腔體

53‧‧‧密閉空間

54‧‧‧插入口

55‧‧‧觀察區

56‧‧‧電源線

57‧‧‧電子源

58‧‧‧磁透鏡

59‧‧‧投影磁透鏡

100‧‧‧樣品固定治具

110‧‧‧本體

112‧‧‧插入部

114‧‧‧外接部

120‧‧‧樣品預置裝置

130‧‧‧樣品傳送裝置

132‧‧‧傳送機構

132a‧‧‧傳送件

134‧‧‧致動元件

134a‧‧‧動力源

134b‧‧‧傳動件

136‧‧‧控制線路

L‧‧‧電子束

Claims (16)

1. 一種穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，適於載入多個第一樣品至該穿透式電子顯微鏡的一腔體內，該穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具包括：一本體，適於與該腔體結合而形成一密閉空間於該腔體內，且該本體具有適於插入該腔體的一插入部以及保持於該腔體外的一外接部；一樣品預置裝置，配置於該本體內，用以承載該些第一樣品；以及一樣品傳送裝置，配置於該本體內，並且耦接於該樣品預置裝置，用以將該樣品預置裝置上的該些第一樣品依序傳送到該密閉空間內的一觀察區，並且適於將觀察後的該些第一樣品由該觀察區依序傳送回該樣品預置裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，其中該樣品傳送裝置包括：一傳送機構；以及一致動元件，耦接該傳送機構與該樣品預置裝置，用以驅動該傳送機構在該觀察區與該樣品預置裝置之間傳送各該第一樣品。
3. 如申請專利範圍第2項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，其中該樣品預置裝置位於該本體的該插入部。
4. 如申請專利範圍第2項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，其中該樣品預置裝置位於該本體的該外接部。
5. 如申請專利範圍第4項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，更包括：一樣品載入裝置，適於儲存多個第二樣品，該樣品載入裝置可拆卸地組裝於該外接部並且耦接該樣品預置裝置，以將該些第二樣品載入該樣品預置裝置中。
6. 如申請專利範圍第4項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，其中該樣品預置裝置可拆卸地組裝於該外接部。
7. 如申請專利範圍第2項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，其中該樣品預置裝置包括：一環狀載具，具有一中央軸，並且適於在相對於該中央軸的一圓周上承載該些第一樣品，該致動元件耦接於該環狀載具，以驅動該環狀載具沿該中央軸旋轉。
8. 如申請專利範圍第7項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，其中該致動元件包括：一動力源；以及一傳動件，耦接於該動力源與該環狀載具之間，用以帶動該環狀載具沿該中央軸旋轉。
9. 如申請專利範圍第8項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，其中該傳動件包括一動力輪，而該環狀載具包括一環狀輪，耦接於該動力輪。
10. 如申請專利範圍第9項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，其中該環狀輪與該動力輪為螺旋齒輪組、蝸桿蝸輪組或斜齒輪組。
11. 如申請專利範圍第7項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，其中該環狀載具更包括：多個托架，設置於環狀載具的該圓周上，用以分別承載該些第一樣品。
12. 如申請專利範圍第11項所述的穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具，其中各該托架可移動地沿該圓周的一法線方向插置於該環狀載具上，且該傳送機構包括：一上推件，設置於該圓周內，且適於沿該法線方向推動相應的該托架遠離該環狀載具；以及一傳送件，適於在該托架遠離該環狀載具之後，將該托架傳送至該觀察區。
13. 一種穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具的操作方法，適用載入多個第一樣品進入一穿透式電子顯微鏡中的一腔體中，該操作方法包括：將一樣品預置裝置配置於該穿透式電子顯微鏡的樣品固定治具的一本體中，並且該本體具有適合插入該腔體的一插入部以及保持於該腔體外的一外接部；將該些第一樣品預置於該樣品預置裝置中； 將該本體結合於該腔體而於該腔體內形成一密閉空間；以及藉由配置於該本體內的一樣品傳送裝置將該樣品預置裝置上的該些第一樣品依序傳送至該密閉空間內的一觀察區，並且該樣品傳送裝置將觀察後的該些第一樣品由該觀察區傳送回該樣品預置裝置。
14. 如申請專利範圍第13項所述的操作方法，其中該樣品預置裝置配置於該本體的該插入部。
15. 如申請專利範圍第13項所述的操作方法，其中該樣品預置裝置配置於該本體的該外接部。
16. 如申請專利範圍第15項所述的操作方法，更包括將一樣品載入裝置可拆卸地組裝於該外接部，並且耦接該樣品預置裝置，以將預置於該樣品載入裝置中的多個第二樣品載入該樣品預置裝置。