[發明專利]預冷式電子顯微鏡樣品臺

無效

• 申請號: 200810098789.3
• 申請日: 2008-05-29
• 公開（公告）號: CN101593659A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 湯致遠
• 申請（專利權）人: 益弘儀器股份有限公司
• 主分類號: H01J37/20
• 分類號: H01J37/20
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 雷紹寧

技術領域

本發明是有關于一種電子顯微鏡樣品臺，特別是有關于一種預冷式電子顯微鏡樣品臺。

背景技術

基于興趣或研究的目的，人類常常嘗試著觀察體積較小的生物或非生物的樣品，以了解其結構或問題發生的根本原因。然而，隨著科技的進步，需要觀察的樣品結構也就越來越小，可觀察的樣品種類也就更為多樣。

傳統的光學顯微鏡所能觀察的外觀尺寸已漸漸不敷所需。一般而言，傳統的光學顯微鏡的放大倍率約僅在1000倍。因此，為了有效地觀察更為細小的樣品，人類利用波長比光波更小的電子束所構成的電子顯微鏡，才得以突破光學顯微鏡在放大倍率上的限制。

電子顯微鏡的發展以穿透式電子顯微鏡(Transmission?ElectronMicroscope；TEM)為最早，在1931年即已提出。而掃描式電子顯微鏡(Scanning?Electron?Microscope；SEM)雖然在1935年提出。但是由于早期發展的SEM分辨率未臻理想，影像處理及訊號處理技術無法突破。一直到1965年以后，SEM才正式普獲研究學者的青睞。此后SEM的發展相當快速，不但機臺性能的大幅提高，且各項材料分析附件日益增多，應用的范圍也不斷地擴大，幾乎包含各個研究領域，目前應用在材料、機械、電機、電子材料、冶金、地質、礦物、生物醫學、化學、物理等方面最多。

利用電子顯微鏡觀察生物樣品，因為需處于真空系統當中，往往需要先將樣品進行脫水等化學處理。這些處理不僅相當的耗時，更可能造成樣品本身的變形或者扭曲，以致于無法有效地觀察到生物樣品的真實狀態。有鑒于此，低溫電子顯微鏡，其利用液態氮或者其它冷卻的方法，將樣品的溫度降低至水的冰點以下，以使其中的水分即使在真空系統內仍有效地被維持在樣品之中，故可以觀察到生物樣品的最真實的狀態。

然而，這種低溫電子顯微鏡需要利用一套液態氮的冷卻系統，以維持樣品在觀察時的低溫。因此，這種液態氮冷卻系統的低溫電子顯微鏡的價格十分的昂貴，不利于小型的實驗室或者學校等機構的使用，以致于低溫電子顯微鏡無法普及。

因此，如何能有效地降低電子顯微鏡于低溫下觀察樣品的成本，其將使得生物樣品的觀察更為真實，且使得低溫生物樣品的觀察更為普及。

發明內容

鑒于上述現有技術中所述，由于傳統低溫電子顯微鏡的成本較高，使得低溫觀察生物樣品的成本亦相對昂貴，以致于無法普及。

本發明的目的之一，是提供一種預冷式電子顯微鏡樣品臺，其可以先將樣品冷卻，然后才放入電子顯微鏡中進行觀察，且利用樣品臺所儲存的冷凍能力，以使樣品在電子顯微鏡觀察時維持低溫。

本發明的另一目的，是提供一種預冷式電子顯微鏡樣品臺，其利用液態氣體揮發時，有效地避免大氣中的水分附著于樣品表面，進而避免大氣中的水分在樣品表面結凍。

根據以上所述目的，本發明涉及的一種預冷式電子顯微鏡樣品臺包含有一樣品放置單元與一冷凍能儲存單元。其中，樣品放置單元用來放置一樣品，以用電子顯微鏡觀察此樣品。樣品放置單元還包括有一液態氣體儲存槽，以儲存液態氣體于其中，例如是液態氮，并在液態氣體揮發時在樣品的周圍形成一氣態保護層，以避免在移動樣品時空氣中的水分在樣品表面結凍而干擾觀察。冷凍能儲存單元則配置于樣品放置單元的下方，以持續地提供冷凍能量至樣品，進而可延長利用電子顯微鏡觀察樣品的時間。

樣品放置單元還包含有一樣品放置平面以將樣品放置于其上。此外，樣品放置單元還包含有一外墻，圍繞于樣品放置單元的周圍，以儲存液態氣體。上述外墻的高度較佳地高于樣品放置平面的高度，更佳地高于樣品放置于樣品放置平面后的高度。

上述樣品放置平面還包含一內墻圍繞于其周緣，且內墻的高度高于樣品放置平面的高度。此外，外墻與內墻的底部較佳地低于樣品放置平面，以增加液態氣體儲存槽的容積。

冷凍能儲存單元的下方較佳地還包含一固定裝置，以用來耦合電子顯微鏡的相對應的固定裝置。樣品放置單元與冷凍能儲存單元之間還可以利用一連接單元耦合。連接單元較佳地為一調整裝置，以用來調整樣品放置單元的高度。在一較佳實施例，調整裝置具有螺紋，例如是一螺栓，以升高或降下樣品放置單元。此預冷式電子顯微鏡樣品臺可以是由金屬或非金屬所構成，例如是鋁、銅、不銹鋼或碳。此外，樣品放置單元與冷凍能儲存單元之間還可以形成一夾持槽，以方便夾持與移動預冷式電子顯微鏡樣品臺。