[发明专利]应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构

说明书

本发明公开了应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，包括水平推杆、梳齿式移样头、样品盒和梳齿式样品台，样品盒设置梳齿式底座，使用该机构在不同腔体间传输样品时，首先在移出腔体内，水平推杆驱动梳齿式移样头插入梳齿式样品台，梳齿式样品台下降，梳齿式移样头承载样品，水平推杆驱动梳齿式移样头带着样品移至样品盒梳齿式底座上方，梳齿式底座上升并承载样品，移开梳齿式移样头，封闭样品盒，然后将样品盒转移至移入腔体内，打开样品盒，按照相反顺序将样品移至梳齿式样品台，完成样品传输，该机构无需样品托而单独传输各类尺寸样品，尤其适用2至10毫米长宽的小样品，与样品间无滑动摩擦，保护样品，且防止干扰实验测试。

技术领域

本发明涉及样品传输技术领域，具体而言，涉及应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构。

背景技术

样品传输技术是指在保证样品处于真空或气氛等苛刻工作环境的前提下，借助样品传输装置使样品在不同实验仪器的腔体之间传输的技术。借助样品传输技术可以在避免非实验环境对样品和实验结果造成影响的前提下，传输样品进入不同的实验仪器，以对样品不同物理量进行不同类型的分析检测。样品传输技术已在表界面科学、材料科学、生物科学等领域发挥了重要作用，且成为分析检测技术领域发展的重要工具。

根据调研，现有样品传输装置往往采用真空管道传输方案，其主要结构包含真空管道和样品移动机构，通过真空管道将各腔体相连，并通过样品移动机构承载并传输样品。样品移动机构包含若干对移样头和样品台，移样头可承载样品并使样品在不同样品台间传输。然而，该方案存在一些不足之处，如下所示：

1.真空管道连接各腔体后组成的系统体积庞大，且往往因为传输距离较长、传输路径复杂等，而造成结构复杂、造价昂贵等问题；

2.不同实验仪器内的污染和干扰会通过真空管道相互传递。

为解决上述问题，现有解决方案为将样品移动机构的样品台设置成样品盒，样品盒包含样品盒底座和样品盒盖，在样品盒底座承载样品后可通过合上样品盒盖使样品相对于样品盒外部密封，之后可以从腔体取出并置入另一腔体。此方案可以不用设置真空管道，进而避免各腔体必须相连造成的系统体积庞大问题，并使样品在实验仪器间传输过程中避免与非实验环境接触，同时有效避免污染和干扰在实验仪器间传递。

根据调研，目前科研界和工业界仅有日立公司一款应用于样品移动机构的样品盒，用于在日立公司生产的原子力显微镜、扫描电子显微镜和离子束铣等设备间传输样品。然而，该样品盒需配合日立公司特制的样品传输装置，难以直接适配或简单修改后适配其他类型的样品传输装置，且该样品盒不可避免的要求在腔体内时样品盒底座随样品一同传输，不可避免的存在如下所示的不足之处：

1.样品移动机构不能直接作用于样品，使样品和样品盒底座整体重量过大。对于部分使用样品盒的设备，承载样品的样品台有着严格的重量限制，样品和样品盒底座整体重量过大可能导致测量结果不准确，甚至导致设备损坏。

2.样品移动机构不能直接作用于样品，使样品的电学状态不易测量和控制。对于部分使用样品盒的设备，需通过导电样品台与样品接触以检测或改变其电学状态，样品盒底座与样品一同传输的方式便会导致信号电流经过铝合金材料的样品盒底座，可能对信号电流产生一定干扰，进而影响实验结果的准确性。

3.样品移动机构不能直接作用于样品，导致真空转移装置结构复杂。样品盒底座随样品同时移动，就要求移动过程中的支撑结构体积和结构复杂性也随之增加，甚至会造成支撑结构与使用样品盒的设备内部部分功能结构相干涉，进而影响设备各项功能的正常运行。

如上所述，设计一种应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，对样品传输技术的发展及其在表界面科学、材料科学、生物科学等领域的应用具有非常重大的意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，包括以下内容：