[发明专利]一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置

说明书

本发明属于原子力显微镜探针的保存与清洗领域，具体为一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置，由探针安装单元、总装盒和清洗模块组成。凝胶卡带采用磁吸附方式将探针安装固定于凝胶卡块的卡槽中，凝胶卡块固定探针并安装于单元框中组成探针安装单元。探针安装单元呈行列并列摆放安置于总装盒中方便探针的保存与运输。探针由凝胶卡带固定于凝胶卡块，凝胶卡带夹住探针基座两侧，可以通过易于夹持的凝胶卡带完成探针的安装，避免了探针安装存在的损坏可能性。探针安装单元可以安置于清洗模块中央，采用超声对探针进行清洗，并且凝胶卡块设计有保护卡槽，保护探针的悬臂，提高清洗质量保障安全性。具有安全性高，通用性强，方便高效的特点。

技术领域

本发明属于原子力显微镜探针的保存与清洗领域，具体为一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置。

背景技术

原子力显微镜由于其具有易操作，样品制备简单，高分辨率等优点已得到广泛的运用，已成为纳米科学、微纳加工领域必备的一种精密仪器。由于原子力显微镜采用的探针其探针尖端仅为数个原子，其悬臂仅为数微米，在保存运输的过程中很容易损坏，并且每个探针约为几十美元，合理的保存运输方式需要进一步完善。如EP2237051专利所述的一种用于储存和运输原子力显微镜探针的液体密封容器，其设有供探针固定的凸凹槽，凸凹槽采用上部盖子进行密封保护，此种保存运输方式成本高，且不方便批量化保存与运输，采用的液体密封方式在大幅度剧烈抖动下易对探针的悬臂造成伤害。

另一方面原子力显微镜的探针在工作的过程中易被脏物所污染，如何对探针进行高效清理，并且在安置探针前最好对探针进行清洗。目前有效的清除针尖污染物的方法，有采用针尖挤压聚丙烯膜，利用有机膜的表面特性将污染物去除，例如US6353221专利所述的在实验舱中通过探针在旁边的清理介质上完成清理。此种方法需要探针具备很高的位移精度需要在实验舱中进行，稍有不慎将会损坏探针。另外CN1978073专利也展示了一种原子力显微镜针尖清洗方法及装置，其采用环形底座开有多个凹槽固定探针，随后用超声清洗。此种方式虽然采用了低频清洗，但没有对悬臂进行特殊保护，在清洗时仍会对探针造成伤害，导致其测量精度下降。为此需要一种在保护探针悬臂的情况下高效清洗针尖的方式。

发明内容

本发明的目的是为了实现原子力显微镜探针的安全保存与运输，并实现探针在保护下的清洗。

本发明巧妙的采用凝胶卡块与凝胶卡带磁吸附配合的方式完成了探针的固定，并采用凝胶卡带卡住探针的方式，通过直接安装凝胶卡带的方式完成探针的定位安装，提高了探针安装的安全性。另一方面，凝胶卡块与单元框之间可以发生相对位移，在清洗盒子中心的中央凸起与四周凸环的配合下，将凝胶卡块顶起，让探针的针尖得以充分清洗，并由凝胶卡块的悬臂槽包围探针的悬臂进行保护。

为了达到上述目的，本发明实现目的所采用的技术方案为：一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置，包括探针安装单元、总装盒和清洗模块，总装盒包括总装盒子和总装盖子，探针安装单元呈行列依次排列装入总装盒子后封上总装盖子，实现批量化保存与运输；

探针安装单元包括单元框、用于盖在单元框上的单元盖、凝胶卡块、凝胶卡带和磁铁，单元框中间固定有楔形凝胶卡块，凝胶卡块的斜面上下两端分别设有探针上卡位块和探针下卡位块，探针上卡位块上设有悬臂槽，凝胶卡块的斜面左右两侧分别设有扣槽和位于扣槽内的磁铁下卡槽，磁铁下卡槽中分别安装有磁铁，凝胶卡带两端下表面都设有内扣，且内扣上分别安装有磁铁，安装时，探针的探针基座下底部抵住凝胶卡块的探针下卡位块，探针基座上两侧肩部抵住凝胶卡块的探针上卡位块，探针的悬臂与针尖卡在悬臂槽中，针尖朝上且露出悬臂槽，凝胶卡带两端的磁铁与凝胶卡块两端磁铁下卡槽中的磁铁吸附，使得凝胶卡带将探针压在凝胶卡块的斜面上，凝胶卡带两端内扣卡在凝胶卡块两侧的扣槽中；