[發明專利]透射電鏡用非磁性雙金屬片驅動器

有效

• 申請號: 200910086803.2
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN101582366A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 韓曉東;劉攀;張躍飛;鄧青松;張澤
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01J37/02
• 分類號: H01J37/02;B81B5/00;H01J37/26;G01B11/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉 萍

技術領域：

本發明涉及一種透射電鏡用非磁性雙金屬片驅動器，更具體的是排除了雙金屬片磁性影響的通過加熱驅動的非磁性雙金屬片驅動器，能從原子尺度測試單體納米材料原位實時動態的變化過程的裝置與方法。?

背景技術：

透射電子顯微鏡在納米科學和技術領域是最為有力的研究工具之一，透射電子顯微鏡的樣品桿是用來支撐被檢測樣品的。納米材料作為器件的基本結構單元，承載著支撐、傳輸等重要功能，人們對納米材料的重要作用的認識越來越深刻。在應力場的作用下，研究其原子尺度的動態變化對器件內納米材料力學性能的影響非常重要，這對器件的可靠性和實際應用具有非常重要的意義。目前在透射電子顯微鏡中，樣品臺與極靴極為有限的空間，一般是1-3mm，在原子尺度分辨率下對于單根納米線或納米薄膜的操縱和力學性能的直接測量非常困難，而且由于雙金屬片作為驅動力的產生部分，一般由Fe、Ni、Mn等磁性材料制作，雙金屬片的厚度一般在毫米量級，在透射電鏡中產生強大的磁場，磁性材料產生的磁場對極靴中的電磁場影響非常大，電子束因此產生偏離，有時通過像散的調節也不能消除磁場帶來的影響，以至不能獲得單體納米材料原子尺度的信息。另外，在透射電鏡中的具體實驗過程中，觀察樣品時，隨著雙金屬片的移動，電子束透射斑也隨著移動，將給實驗過程中的觀察與拍攝帶來不便，如果由于操作不當使雙金屬片被吸附到極靴上，將對電鏡產生致命影響，從而造成巨大危害。?

發明內容：

針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種透射電鏡用非磁性雙金屬片驅動器。利用該非磁性雙金屬片驅動器能方便地對納米材料進行觀察與拍攝，而且排除了一般的雙金屬片的磁性影響，能夠方便地調節像散，容易得到高質量的納米材料的原子尺度的信息。該非磁性雙金屬片使用的是兩種非磁性的不同線膨脹系數的金屬材料制作而成，線膨脹系數大的金屬片在內側，線膨脹系數小的金屬片在外側，兩種金屬材料通過點焊、壓焊等方法連接起來。借助透射電鏡成像系統能原位記錄納米材料的變形過程，原子尺度地揭示單體納米材料的變化過程。?

為了實現上面的目的，是通過如下的技術方案來實現的：?

一種透射電鏡用非磁性雙金屬片驅動器，其特征在于：包括兩個非磁性雙金屬片，一個非磁性單金屬片和支撐金屬片的金屬導熱框；所述非磁性雙金屬片由線膨脹系數小的非磁性金屬片和線膨脹系數大的非磁性金屬片組成；?

兩個非磁性單金屬片一端固定在金屬導熱框邊框上，另一端搭在或懸空于金屬導熱框上；兩個非磁性雙金屬片中線膨脹系數大的部分靠近非磁性單金屬片，線膨脹系數小的部分在外側；?

非磁性單金屬片位于兩個非磁性雙金屬片之間，且兩個非磁性雙金屬片與非磁性單金屬片處于同一水平面上，納米材料固定在非磁性雙金屬片與非磁性單金屬片之間。?

具體的，非磁性單金屬片固定在金屬導熱框的上方，兩個非磁性雙金屬片中線膨脹系數大的部分靠近非磁性單金屬片，線膨脹系數小的部分在外側。非磁性單金屬片的厚度為50-500um，寬度為10-1000um，長度為1.5mm-2.5mm。非磁性雙金屬片的厚度為50-500um，寬度為10-1000um，長度為1.5mm-2.5mm。兩個非磁性雙金屬片與非磁性單金屬片的距離為2-1000um，兩個非磁性雙金屬片與非磁性單金屬片的上方處于同一水平面上，納米材料固定在非磁性雙金屬片與非磁性單金屬片之間；支撐金屬片的金屬導熱框，為導熱性良好的邊長為1.5-2.5mm的金屬導熱框，此非磁性雙金屬片驅動器能在透射電鏡內最大角度范圍地傾轉。?

本發明通過對驅動器加熱，對納米材料進行變形來測試納米材料原子尺度的變化過程，通過如下步驟實施：?

1.選取兩種線膨脹系數不同的非磁性金屬片，金屬片的厚度在5-500um，將兩種非磁性金屬薄片焊接在一起。加工非磁性雙金屬片，使非磁性雙金屬片的厚度在50-500um之間，寬度在10-1000um之間，長度在1.5-2.5mm之間。選取一種非磁性單金屬片，加工成厚度在50-500um之間、寬度在10-1000um之間、長度在1.5-2.5mm之間的非磁性單金屬片。?

2.選取導熱性良好的邊長為1.5-2.5mm的金屬導熱框，先將非磁性單金屬片的兩端都固定在金屬導熱框的兩條相對著的邊框上，再將兩個非磁性雙金屬片相對于非磁性單金屬片平行或斜著排放，一端固定在邊框上，另一端搭在或懸空于金屬導熱框上，兩個非磁性雙金屬片與非磁性單金屬片的距離為2-1000um。?

本發明具有如下優點：?