[发明专利]预冷式电子显微镜样品台

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电子显微镜样品台，特别是有关于一种预冷式电子显微镜样品台。

背景技术

基于兴趣或研究的目的，人类常常尝试着观察体积较小的生物或非生物的样品，以了解其结构或问题发生的根本原因。然而，随着科技的进步，需要观察的样品结构也就越来越小，可观察的样品种类也就更为多样。

传统的光学显微镜所能观察的外观尺寸已渐渐不敷所需。一般而言，传统的光学显微镜的放大倍率约仅在1000倍。因此，为了有效地观察更为细小的样品，人类利用波长比光波更小的电子束所构成的电子显微镜，才得以突破光学显微镜在放大倍率上的限制。

电子显微镜的发展以穿透式电子显微镜(Transmission ElectronMicroscope；TEM)为最早，在1931年即已提出。而扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope；SEM)虽然在1935年提出。但是由于早期发展的SEM分辨率未臻理想，影像处理及讯号处理技术无法突破。一直到1965年以后，SEM才正式普获研究学者的青睐。此后SEM的发展相当快速，不但机台性能的大幅提高，且各项材料分析附件日益增多，应用的范围也不断地扩大，几乎包含各个研究领域，目前应用在材料、机械、电机、电子材料、冶金、地质、矿物、生物医学、化学、物理等方面最多。

利用电子显微镜观察生物样品，因为需处于真空系统当中，往往需要先将样品进行脱水等化学处理。这些处理不仅相当的耗时，更可能造成样品本身的变形或者扭曲，以致于无法有效地观察到生物样品的真实状态。有鉴于此，低温电子显微镜，其利用液态氮或者其它冷却的方法，将样品的温度降低至水的冰点以下，以使其中的水分即使在真空系统内仍有效地被维持在样品之中，故可以观察到生物样品的最真实的状态。

然而，这种低温电子显微镜需要利用一套液态氮的冷却系统，以维持样品在观察时的低温。因此，这种液态氮冷却系统的低温电子显微镜的价格十分的昂贵，不利于小型的实验室或者学校等机构的使用，以致于低温电子显微镜无法普及。

因此，如何能有效地降低电子显微镜于低温下观察样品的成本，其将使得生物样品的观察更为真实，且使得低温生物样品的观察更为普及。

发明内容

鉴于上述现有技术中所述，由于传统低温电子显微镜的成本较高，使得低温观察生物样品的成本亦相对昂贵，以致于无法普及。

本发明的目的之一，是提供一种预冷式电子显微镜样品台，其可以先将样品冷却，然后才放入电子显微镜中进行观察，且利用样品台所储存的冷冻能力，以使样品在电子显微镜观察时维持低温。

本发明的另一目的，是提供一种预冷式电子显微镜样品台，其利用液态气体挥发时，有效地避免大气中的水分附着于样品表面，进而避免大气中的水分在样品表面结冻。

根据以上所述目的，本发明涉及的一种预冷式电子显微镜样品台包含有一样品放置单元与一冷冻能储存单元。其中，样品放置单元用来放置一样品，以用电子显微镜观察此样品。样品放置单元还包括有一液态气体储存槽，以储存液态气体于其中，例如是液态氮，并在液态气体挥发时在样品的周围形成一气态保护层，以避免在移动样品时空气中的水分在样品表面结冻而干扰观察。冷冻能储存单元则配置于样品放置单元的下方，以持续地提供冷冻能量至样品，进而可延长利用电子显微镜观察样品的时间。

样品放置单元还包含有一样品放置平面以将样品放置于其上。此外，样品放置单元还包含有一外墙，围绕于样品放置单元的周围，以储存液态气体。上述外墙的高度较佳地高于样品放置平面的高度，更佳地高于样品放置于样品放置平面后的高度。

上述样品放置平面还包含一内墙围绕于其周缘，且内墙的高度高于样品放置平面的高度。此外，外墙与内墙的底部较佳地低于样品放置平面，以增加液态气体储存槽的容积。

冷冻能储存单元的下方较佳地还包含一固定装置，以用来耦合电子显微镜的相对应的固定装置。样品放置单元与冷冻能储存单元之间还可以利用一连接单元耦合。连接单元较佳地为一调整装置，以用来调整样品放置单元的高度。在一较佳实施例，调整装置具有螺纹，例如是一螺栓，以升高或降下样品放置单元。此预冷式电子显微镜样品台可以是由金属或非金属所构成，例如是铝、铜、不锈钢或碳。此外，样品放置单元与冷冻能储存单元之间还可以形成一夹持槽，以方便夹持与移动预冷式电子显微镜样品台。