[发明专利]一种原子力显微镜用制冷温控装置

说明书

技术领域

本发明涉及原子力显微镜技术应用领域，具体地，涉及一种原子力显微镜用制冷温控装置。

背景技术

原子力显微镜是具有原子级高分辨的新型仪器，广泛应用于半导体、纳米功能材料、生物、化工、食品、医药研究和科研院所各种纳米相关学科的研究实验等领域中，成为纳米科学研究的基本工具。

原子力显微镜工作特点是工作区域狭小，对噪声，振动敏感。而现有制冷设备中，使用压缩机、冷凝管的制冷设备体积较大，且制冷效率低，噪音振动敏感。半导体制冷利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。优点是没有运动部件，制冷效率高。半导体制冷要求放热面与散热器相连，一般为循环水，水流引起的振动以及控制器散热风扇的噪声是原子力显微镜工作环境不允许的。

本发明针对原子力显微镜工作区域狭小，受噪声振动影响显著而设计，以实现在原子力显微镜允许条件下稳定温度控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提出一种原子力显微镜用制冷温控装置，以实现体积小、振动减小的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种原子力显微镜用制冷温控装置，包括固定于底座的底板、样品台、两个独立的半导体制冷模块、两个独立的温度传感器、两个温度控制器、循环水泵、两个冷却水模块，所述底板中心处设置有样品台，两个所述半导体制冷模块分别通过电缆与温度控制器连接，两个所述温度传感器分别通过电缆与温度控制器连接；所述循环水泵通过进水管道与冷却水模块相连，所述冷却水模块与出水管道与循环水泵相连接。

进一步地，所述底板背面镶嵌有至少一个磁铁。

进一步地，所述进水管道设置有加筋，进水管道长度大于10m。

进一步地，所述温度控制器设置有储存测量数据的储存模块。

与现有技术相比较，本发明具有如下的有益效果：

1、底板背面镶嵌磁铁，可以和原子力显微镜铁质底座牢固连接，减少振动，且易于拆装。

2、进水管道设置加筋，增加其刚度来消除其自身在空气中的振动；进水管道长度大于10m，由较长的管壁消除水流振动。

3、采用半导体制冷模块，可以做到小体积，制冷效率高。

4、采用两组独立的半导体制冷模块及温度传感器，不仅可以实现均匀温度场，还可以实现梯度温度场。

附图说明

图1为本发明原子力显微镜用制冷温控装置的结构示意图。

图2为本发明原子力显微镜用制冷温控装置的底板的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示，一种原子力显微镜用制冷温控装置，包括固定于底座的底板1、样品台2、两个独立的半导体制冷模块3、两个独立的温度传感器4、两个温度控制器5、循环水泵6、两个冷却水模块7，底板1中心处设置有样品台2，底板1背面镶嵌有一个磁铁11，本实例为三个磁铁，可以和原子力显微镜铁质底座牢固连接。两个半导体制冷模块3分别通过电缆8与温度控制器5连接，两个温度传感器4分别通过电缆8和温度控制器5连接；温度控制器5设置有储存测量数据的存储模块。循环水泵6通过进水管道9与冷却水模块7相连，进水管道9设置有加筋，进水管道9长度大于10m。冷却水模块7通过出水管道10与循环水泵6相连接。

本发明针对原子力显微镜工作区域狭小，受噪声振动影响显著而设计，可以克服现有技术中噪声、振动等缺陷，以实现在原子力显微镜允许条件下稳定温度控制。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。