[发明专利]一种透射电子显微镜双倾样品杆

说明书

本发明公开了一种透射电子显微镜双倾样品杆，包括顺次相连的样品台、样品杆外壳、样品杆内芯和手柄四个主要部分。样品台上装有可旋转样品坩埚、可拆卸式压片以及微调齿轮，样品可随可旋转坩埚绕电子束入射方向旋转；样品杆外壳与样品台固定连接，外壳部分可以与电镜测角台合理匹配；样品杆内芯前端为与微调齿轮配合的传动齿条，后段与手柄内的直线伺服电机通过联轴器连接，内芯直线运动带动可旋转坩埚转动；手柄内部设有控制内芯运动的直线伺服电机及传动机构。本发明的倾转方式采用绕轴向翻转和绕电子束入射方向旋转相结合的方式。与现有样品杆相比，所设计的双倾样品杆β方向的倾转角度提高了67％，大大提高了现有双倾样品杆的测试性能。

技术领域

本发明涉及一种可用于透射电镜的新型双倾样品杆，涉及透射电子显微镜相关配件及纳米科学测试研究技术领域，其采用一种新的倾转方式能够允许大角度的晶带轴调整。

背景技术

近年来，随着人们对纳米科学领域的研究越来越深入，透射电子显微镜的重要性日益凸显出来。电子显微镜(电镜)的广泛使用和电子显微学的迅猛发展极大地促进了材料科学、物理学、化学和生命科学的发展。自20世纪60年代以来，电子显微学的基本原理和实验技术得到了迅速发展，特别是电子显微镜制造技术和实验室技术的提高、真空技术的发展以及高相干性场发射电子枪的应用，大大提高了电镜的空间分辨率和微观分析能力，尤其是球差校正器和单色器的使用使得透射电子显微镜的分辨率步入了亚埃时代。

样品杆是承载透射电镜样品的容器。为了观察样品，需要把样品装载在样品杆上并一同插入透射电子显微镜的测角台。样品杆直接与样品接触并且必须实现对加载在样品上的实验参数的调节，最基本的要求是应该能够横向移动(X轴方向)样品来观察不同的区域；其次，为了使成像最佳，还应该能够在垂直方向(Y轴方向)移动。但在研究晶体材料时，最常用的操作仍然是两正交方向(轴向和径向)的倾转，使不同的晶面与电子束平行。目前，常用的样品杆有单倾样品杆和双倾样品杆两种。其中，单倾样品杆只能通过测角台的转动实现绕着杆轴旋转；而双倾样品杆除能够实现轴向转动外样品还能够实现径向翻转以灵活地控制样品取向，因此双倾样品杆是最常用的样品杆。

但是，目前双倾样品杆的旋转角度受测角台和杆本身结构设计的限制所能实现的倾转角度十分有限，并不能够完全满足测试要求。常见的双倾杆绕轴向旋转(α方向倾转)角度为-50°～+50°，沿轴向翻转(β方向倾转)的角度为-30°～+30°。

发明内容

本发明旨在提供一种新的透射电子显微镜双倾样品杆，目的是为了能够实现更大角度、更安全的晶带轴方向调整方案以克服现有设备的不足。

本发明的技术方案：

一种透射电子显微镜双倾样品杆，包括样品台、样品杆外壳、样品杆内芯和手柄，进一步包括样品台1、样品杆外壳2、内芯3、手柄4、可旋转坩埚5、可拆卸式压片6、微调齿轮7、传动齿条8、气阀开关9、真空密封圈10、定位销11、紧固槽12、拆卸槽13、直线伺服电机14以及挠性联轴器15；

透射电子显微镜双倾样品杆的倾转方式采用绕轴向翻转即α倾转和绕电子束入射方向旋转即θ旋转相结合的方式；其中：

所述的样品台1的前端设有一个透射孔，用于通过电子束，透射孔的孔径中配合有可绕透射孔转动的可旋转坩埚5；可旋转坩埚5及微调齿轮7为一体式结构，二者通过衬套连接，既保证可旋转坩埚5及微调齿轮7处于同一运动状态又实现其绕Z轴的旋转；可旋转坩埚5顶部与垫片固定连接，用于可旋转坩埚5垂直于样品台1方向的定位；垫片外圈设有三个矩形紧固槽12，其实现与可拆卸式压片6上的三个爪相配合；垫片内圈开有一个用于拆卸可拆卸式压片6的方形拆卸槽13；样品台1与样品杆外壳2为一体结构；