[實用新型]用于掃描電子顯微鏡的樣品傳輸專用夾具

有效

• 申請號: 201920406981.8
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN210006691U
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 王寧虎
• 申請（專利權）人: 王寧虎
• 主分類號: H01J37/20
• 分類號: H01J37/20
• 代理公司: 32230 江蘇致邦律師事務所
• 代理人: 栗仲平

用于掃描電子顯微鏡的樣品傳輸專用夾具，在該專用夾具樣品梭底部設有與掃描電子顯微鏡冷臺配合的“燕尾狀”導軌，特征是在樣品梭上部設有能容納透射電子顯微鏡用銅網樣品的傾斜卡槽。傾斜卡槽與水平面的夾角為10°~50°。銅網樣品直徑為4毫米；容納銅網樣品的傾斜卡槽的直徑也為4毫米。專用夾具全部采用非磁性材料制作。本實用新型不單能確保聚焦離子束（FIB）切割常規樣品，對冷凍樣品還填補了：“裝夾→預冷（快速冷凍）→抽真空→真空、冷凍傳輸→在電鏡里保持穩定的冷凍狀態→離子束切割”這動態過程的空白，適用于冷凍掃描電鏡的常規觀察。本實用新型用冷凍樣品的方法將有效地保持樣品的原始面貌，反映樣品的真實情況。

技術領域

本實用新型涉及一種專用夾具，具體涉及一種用于掃描電子顯微鏡在觀察或者切割加工冷凍樣品（不限于冷凍樣品）時所用的專用夾具。

本發明的應用涉及到冷凍掃描電子顯微鏡（Cryo SEM），聚焦離子束電子顯微鏡（FIB）雙束電子顯微鏡(FIB-SEM)，透射電子顯微鏡（TSM），冷凍透射電子顯微鏡（Cryo TEM）等方面的應用。

在冷凍掃描電子顯微鏡（Cryo SEM）上的應用是本發明的應用重點。

背景技術

掃描電子顯微鏡是利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態，即用極狹窄的電子束去轟擊掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產生各種效應，其中主要是獲得樣品的二次電子發射。二次電子經過閃爍體、光電倍增管等器件能夠產生樣品表面放大的形貌像，這個像是在樣品被掃描時按時序建立起來的，也即使用逐點成像的方法獲得放大像。掃描電鏡的電束是不能在大氣環境下進行掃描成像的，當一束高能的入射電子轟擊物質表面時，必須是在高真空的環境下工作，激發樣品區域將產生二次電子、俄歇電子、特征X射線和連續譜X射線、背散射電子等。由此可見含水、含油等含有液體的樣品是不能直接在掃描電子顯微鏡（SEM）里被觀察或者被被加工處理的。因此，掃描電子顯微鏡由三大部分組成：真空系統，電子束掃描系統以及成像系統。由于存在真空系統的原因，含有液體的樣品是不能保持原貌的。由于存在電子束的原因，電子束轟擊樣品后同樣會改變樣品的形貌，同時也嚴重的污染電子顯微鏡的腔室。

綜上所述，含有液體的樣品是不能直接進入高真空的電子顯微鏡里進行觀察和操作的。目前其最有效的解決翻案是用低溫冷凍的方法，將需要電子顯微鏡觀察或切削加工的樣品進行快速低溫冷凍，使其瞬間達到液氮溫度（-196°C）或更低的溫度，也即在瞬間將含有液體成份樣品里的水變為“玻璃態冰”，方便電子顯微鏡正常工作。聚焦離子束（FIB，Focused Ion beam)的原理是將液態金屬(大多數FIB都用Ga)離子源產生的離子束經過離子槍加速，聚焦后照射于樣品表面，用強電流離子束對表面原子進行剝離，以完成微、納米級的表面形貌加工。或用產生二次電子信號取得電子像，此功能與SEM（掃描電子顯微鏡）相似。

聚焦離子束（FIB）與掃描電鏡結合起來，即在掃描電子顯微鏡里再加上跟成像用電子束成一定夾角（30°C）的離子束，即形成具有掃描電子顯微鏡功能的聚焦離子束電子顯微鏡也即雙束掃描電子顯微鏡在生命科學及材料科學類的樣品中大多都含有液體成分，很多動植物組織含水量達到80%以上，用常規掃描電子顯微鏡來觀察這些含水樣品，是電鏡工作者所面臨的困難。

用聚焦離子束切削加工（剝離）樣本的細胞組織（包括樣品的分子原子結構），會產生大量的熱量，損壞樣品的原貌。

冷凍掃描電鏡（Cryo SEM）技術是克服這些困難的有效方案。應用Cryo技術可以快速、可靠和有效地解決含水樣品的電鏡觀察問題。這種技術還可用于觀察那些對電子束敏感的樣品。通過不同的時間間隔，也可以用來研究樣品的動態變化過程。

但是現有技術中缺少完成上述任務的樣品傳輸專用夾具。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種用于掃描電子顯微鏡的樣品傳輸專用夾具。介于電子顯微鏡是在高真空的環境下進行工作的，因此，本設計必須滿足其在全程真空的條件下能將電子顯微鏡的樣品正常裝夾和傳輸。