用于透射电镜样品的多规格显微镜联动分析样品台

技术领域

本发明涉及电镜分析技术领域，具体涉及一种用于透射电镜样品的多规格显微镜联动分析样品台。

背景技术

对于敏感材料尤其是敏感二维材料而言，在惰性气体保护的手套箱系统中进行样品制备和表征需要多种设备的协同配合，由于各设备来自不同厂家，其规格型号和应用需求存在差异，因此TEM样品从制备到基本表征分析需要在不同的仪器样品台上多次切换。

TEM grid尺寸小并且结构脆弱，在手套箱系统中制TEM样品步骤复杂操作困难。制作好的样品位于TEM gird上，在不同仪器上的表征切换样品台/杯需要多次转移、装载/固定和取出，这个过程极大的增加了样品被污染和损坏的风险，也导致了实验效率低下。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种用于透射电镜样品的多规格显微镜联动分析样品台，以解决常规装载结构和手套箱系统不兼容的技术问题。

本发明要解决的另一技术问题是，常规装载结构不能和PLM、AFM和SEM等多规格仪器观察表征兼容。

本发明要解决的再一技术问题是，常规装载结构无法直接用来制备二维材料的透射电镜样品。

本发明要解决的又一技术问题是，常规装载结构需要外联真空设备，系统复杂性高，结构占用空间过大。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

用于透射电镜样品的多规格显微镜联动分析样品台，包括单元体，仪器兼容外壳，装配器。

所述单元体包括TEM grid固定核心，TEM grid，垫圈，空心固定螺丝，内螺纹盲孔，通孔，其中，在TEM grid固定核心的下端开设有内螺纹盲孔，在内螺纹盲孔的顶端开设有通孔，通孔的直径小于内螺纹盲孔的直径，TEM grid位于内螺纹盲孔顶端，空心固定螺丝拧在内螺纹盲孔中将TEM grid压紧固定，在空心固定螺丝与TEM grid之间垫置有垫圈。

在所述仪器兼容外壳上开设有与TEM grid固定核心外形相配合的插槽。

在装配器上开设有与TEM grid固定核心外形相配合的单元体固定槽，开设有与TEM grid外形相配合的TEM grid固定槽，开设有与所述仪器兼容外壳外形相配合的仪器兼容外壳固定槽。

作为优选，所述仪器兼容外壳为二维材料转移外壳，二维材料转移外壳的外形与二维材料转移平台相适配。

作为优选，所述仪器兼容外壳为AFM测试兼容外壳，AFM测试兼容外壳的外形与AFM相适配。

作为优选，所述仪器兼容外壳为SEM测试兼容外壳，SEM测试兼容外壳的外形与SEM相适配。

作为优选，还包括定位螺丝，所述单元体插接在仪器兼容外壳的所述插槽中，定位螺丝将单元体和仪器兼容外壳紧固连接。

在本发明中，TEM(Transmission Electron Microscope)是指透射电镜；TEM grid是指透射电镜样品载网；PLM(Polarized Light Microscope)是指偏光显微镜；AFM(AtomicForce Microscope)是指原子力显微镜；SEM(Scanning Electron Microscope)是指扫描电子显微镜。特此说明。

本发明主要包括单元体、仪器兼容外壳、装配器三部分。其中，单元体是包括TEMgrid固定核心、TEM grid、垫圈、空心固定螺丝、内螺纹盲孔、通孔在内的整体，以TEM grid固定核心为主要承载件，对TEM grid起到承载、固定作用。仪器兼容外壳有多种规格，其形状分别与所使用的仪器(二维材料转移平台、AFM、SEM等)相适配，且各规格的仪器兼容外壳上均具有与TEM grid固定核心外形相配合的插槽，用于固定单元体进而适用于不同的仪器中，实现多种仪器联用分析。装配器上开设三个固定槽，可直接固定TEM grid，也可固定单元体和仪器兼容外壳，从而提供灵活多样的安装模式。

本发明以统一的TEM grid为基础，通过模块化的外部结构设计实现了对不同仪器的兼容，一次装入TEM grid后仅需更换相应的仪器兼容外壳即可在多仪器之间联用。本发明充分兼容二维材料转移平台、PLM、AFM和SEM设备，其结构紧凑，稳定性好，便于在手套箱系统中使用，克服了常规SEM/TEM连用平台结构复杂、难以同手套箱系统兼容的技术缺陷。

作为一种通用样品台方案，本发明适用于二维材料透射电镜样品从转移制备到PLM观察、AFM表征、SEM分析的全部过程。应用本发明，能够在紧凑的手套箱空间中实现TEM二维材料样品的制备以及PLM、AFM、SEM等分析测试表征仪器的联用，减少了透射电镜样品在不同仪器表征过程中的直接拆装次数，降低了实验的复杂性，这种集成化的全流程作业模式有效提高了样品制备的成功率。

附图说明

图1是本发明中，单元体的爆炸图；

图2是本发明中，TEM grid固定核心处于剖切状态时的立体图；

图3是本发明中，二维材料转移外壳及定位螺丝的立体图；

图4是本发明中，单元体在二维材料转移外壳上的装配图；

图5是本发明中，AFM测试兼容外壳及定位螺丝的立体图；

图6是本发明中，单元体在AFM测试兼容外壳上的装配图；

图7是本发明中，SEM测试兼容外壳及定位螺丝的立体图；

图8是本发明中，单元体在SEM测试兼容外壳上的装配图；

图9是本发明中，装配器的立体图；

图10是本发明中，单元体、TEM grid、AFM测试兼容外壳在装配器上的装配图。

图中：

1、TEM grid固定核心 2、TEM grid 3、垫圈

4、空心固定螺丝 5、内螺纹盲孔 6、通孔

7、二维材料转移外壳 8、AFM测试兼容外壳 9、SEM测试兼容外壳

10、装配器 11、单元体固定槽 12、TEM grid固定槽

13、仪器兼容外壳固定槽 14、定位螺丝

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

用于透射电镜样品的多规格显微镜联动分析样品台，如图1～10所示，包括单元体，仪器兼容外壳，装配器10。

所述单元体包括TEM grid固定核心1，TEM grid2，垫圈3，空心固定螺丝4，内螺纹盲孔5，通孔6，其中，在TEM grid固定核心1的下端开设有内螺纹盲孔5，在内螺纹盲孔5的顶端开设有通孔6，通孔6的直径小于内螺纹盲孔5的直径，TEM grid2位于内螺纹盲孔5顶端，空心固定螺丝4拧在内螺纹盲孔5中将TEM grid2压紧固定，在空心固定螺丝4与TEM grid2之间垫置有垫圈3。

在所述仪器兼容外壳上开设有与TEM grid固定核心1外形相配合的插槽。

在装配器10上开设有与TEM grid固定核心1外形相配合的单元体固定槽11，开设有与TEM grid2外形相配合的TEM grid固定槽12，开设有与所述仪器兼容外壳外形相配合的仪器兼容外壳固定槽13。

所述仪器兼容外壳可选自二维材料转移外壳7、AFM测试兼容外壳8、SEM测试兼容外壳9，其中二维材料转移外壳7的外形与二维材料转移平台相适配，AFM测试兼容外壳8的外形与AFM相适配，SEM测试兼容外壳9的外形与SEM相适配。还包括定位螺丝14，所述单元体插接在仪器兼容外壳的所述插槽中，定位螺丝14将单元体和仪器兼容外壳紧固连接。

在以上技术方案中，垫圈3的规格为Φ3mm，材质为铜或铍等；SEM测试兼容外壳9和AFM测试兼容外壳8可分别作为SEM样品台和AFM样品台；空心固定螺丝4除了对TEM grid2起到固定作用之外，还有助于减小EDS及拉曼(Ramanshift)信号干扰；TEM grid2是指用于TEM(透射电镜)的grid，其材质可以是铜、金或钼等，待分析的样品装载于其上。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。