[實用新型]可應用于酸堿環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架

有效

• 申請號: 201320639994.2
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN203519647U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 錢林茂;王曉東;王冕;陳磊;余丙軍;何洪途
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01Q60/38
• 分類號: G01Q60/38
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本實用新型涉及一種原子力顯微鏡的零部件，尤其涉及一種環境可控原子力顯微鏡的零部件。

背景技術

在當代科技領域中,人們普遍認為20世紀80年代末90年代初在國際上興起的納米科學技術是面向21世紀的新科技。原子力顯微鏡(Atomic?Force?Microscopy,AFM)在納米科技中是一個重要的研究工具并發揮著至關重要的作用。與傳統的光學顯微鏡相比，原子力顯微鏡具有三個突出的優點：高分辨率(一般可達到納米精度)；三維成像能力和可以直接對樣品表面進行納米級加工。

然而，隨著納米科技的發展，對原子力顯微鏡提出了越來越多的環境可控要求，出現了能實現真空，溫、濕度，液相及其酸堿性等可控環境的各種環境可控原子力顯微鏡。而酸堿環境的需求已日益加劇，例如：借助原子力顯微鏡來模擬化學機械拋光過程就要求液體環境為酸性或堿性；在研究腐蝕環境對樣品的納米加工影響時也需要酸堿性的液體環境；此外，借助原子力顯微鏡還可以研究DNA在液相環境下的理化性質，酸堿環境下DNA的變性研究則是一項重要的內容。真空環境和濕度環境可控的原子力顯微鏡是通過一個真空腔體實現；溫度控制則可以通過可控加熱的樣品臺實現。而液相及其酸堿性的控制則主要是通過一個液下針尖支架和一個液池配套使用來實現。液池的主要功能是盛放液體和樣品來實現液體環境，液下針尖支架則起到裝夾原子力顯微鏡的探針并使之一同浸沒于液體環境下，從而實現液體環境下探針與樣品的相互作用。

現有的液相環境原子力顯微鏡液下針尖支架，其組成是：磁性吸附在顯微鏡探針法蘭盤上的探針固定盤、探針固定盤上表面的圓形槽中嵌有適配的玻璃片、探針固定盤上表面螺紋固定的三個壓臂壓住玻璃片，玻璃片下表面中部有凸臺，該凸臺位于圓形槽中的通孔中，探針固定盤下表面固定有橫跨凸臺的彈性的探針固定線，通過探針固定線將探針壓固在凸臺上。存在的問題是：1、玻璃和探針固定線均不耐腐蝕，不適合具有明顯的腐蝕特性的酸堿液相環境；2、通過壓臂方式固定在圓形槽中的圓形玻璃片在使用過程中難免發生偏移導致重復定位不準從而影響顯微觀察與分析；3、探針固定線固定在探針固定盤上，不能拆卸更換，當探針固定線因腐蝕或其他原因損壞時則必須更換整個支架，使用維護成本高。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種可應用于酸堿環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架，該支架可以工作在酸堿環境下，從而實現原子力顯微鏡在酸堿環境下對樣品進行納米尺度的形貌檢測和相關加工實驗；且探針固定線可拆卸更換，顯微鏡的使用維護成本低；透明片在使用過程中不會發生偏移重復定位精確，保證顯微觀察與分析的結果正確。

本實用新型解決其發明目的，所采用的技術方案是，一種可應用于酸堿環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架，包括磁性吸附在顯微鏡探針法蘭盤上的探針固定盤、探針固定盤上表面的槽中嵌有適配的透明片、探針固定盤上表面螺紋固定的壓臂壓住透明片，透明片下表面中部有凸臺，該凸臺位于固定盤的槽內的通孔中，探針固定盤下表面安裝有橫跨凸臺的彈性的探針固定線，探針固定線將探針壓固在凸臺上，其特征在于：

所述的探針固定盤上表面的槽為矩形槽，探針固定線為耐腐蝕抗拉抗疲勞材料制成，透明片為耐腐蝕材料制成；探針固定盤下表面安裝有橫跨凸臺的彈性的探針固定線其具體結構是：探針固定線的前端插入探針固定盤的前通孔，前通孔的外端插入的前銷釘與探針固定線的端部緊配合；探針固定盤的后通孔的彈簧槽內設有彈簧，后通孔的外部插有活動銷，探針固定線的后端依次穿入后通孔的內部、彈簧和活動銷的內腔，活動銷的內腔外端插入的后銷釘與探針固定線的端部緊配合。

本實用新型的使用方法是：

將針尖支架反面朝上，通過鑷子拿取原子力顯微鏡的探針，在拿取探針的同時向內按壓針尖支架后部的活動銷，活動銷壓縮彈簧向內伸進，以使探針固定線中部向上拱起；然后將針尖安放在凸臺和拱起的探針固定線之間，并用鑷子控制探針固定線使其處于探針的正上方。此后慢慢松開活動銷，在彈簧的作用下探針固定線慢慢靠近凸臺，使原子力顯微鏡的探針固定于透明凸臺上。再將盛有液體并安放有樣品的液池置于探針法蘭盤內孔下方的樣品臺上；并將整個針尖支架翻轉使正面朝上并置于探針法蘭盤上即完成液體環境下的實驗準備。最后，啟動原子力顯微鏡即可對樣品進行可控液相環境下的形貌掃描或納米級加工。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果：

一、探針固定線為耐腐蝕抗拉抗疲勞材料制成，透明片為耐腐蝕材料制成，使環境可控的原子力顯微鏡的液體環境從中性溶液擴展至酸堿條件下的各種溶液，其適用范圍廣，可以進行酸堿環境下的樣品形貌掃描或納米級加工。