[发明专利]扫描或聚焦离子束电镜连接透射电镜样品杆的转换装置

说明书

本发明涉及材料测试技术，具体为一种扫描电镜、聚焦离子束电镜连接透射电镜样品杆的转换装置。该装置包括：用于连接透射电镜样品杆和样品舱侧壁的高真空圆形气密法兰和波纹管、用于承载透射电镜样品杆的支架结构、用于实现透射电镜样品杆三维空间运动的高精度位移器、用于控制位移器的步进电机和电路单元等部分，透射电镜样品杆承载于支架结构上，通过高真空圆形气密法兰与扫描电镜、聚焦离子束电镜样品舱侧壁相连接，高精度位移器与透射电镜样品杆的末端相连，用于控制透射电镜样品杆在样品舱内的三维空间位置。本发明极大地方便样品的加工和显微结构分析，提高工作效率，广泛适用于各种型号的电镜样品杆和扫描电镜、聚焦离子束电镜连接。

技术领域

本发明涉及材料测试技术，具体为一种扫描电镜、聚焦离子束电镜连接透射电镜样品杆的转换装置，能够实现待分析样品在透射电镜、扫描电镜、聚焦离子束电镜之间的无损转移和加工，样品放置于透射电镜样品杆上后可直接插入聚焦离子束电镜内进行微区加工和原位测试或是插入扫描电镜内进行不同功能的微区原位分析，属于电子显微镜配件及低维材料原位测量研究领域。

背景技术

透射电子显微镜分析技术同时具备时间尺度与空间尺度的高分辨特性，可从深层次理解材料的本征属性，促进材料的设计和性能优化，大大提高新材料的研发效率，是目前纳米结构表征学中最新颖和最具发展空间的研究领域。近年来，透射电镜表征技术在揭示锂离子电池阳极材料充放电反应原理、低维纳米材料力学性能、电化学腐蚀机制、电致阻变效应机制、纳米催化剂活性、生物细胞结构等众多科研领域都取得具有开创性的研究成果。研究者可使用该系统观测纳米材料发生复杂的物理、化学反应的同时，实时监测成分、晶体结构、组织缺陷的演变、表面/界面化学反应等，从而实现在纳米尺度实时研究材料在复杂环境中的服役行为，揭示材料失效的本质机制，促进更好的设计材料的显微结构和使用性能。

传统技术的主要问题在于透射电镜样品往往需要经过选样、切割、打磨、抛光，转移至聚焦离子束电镜进行微区精细加工，再进入透射电镜进行表征或是扫描电子显微镜进行表面原位分析或是其他功能测试，如此往复这些步骤，直至获得合适的样品。样品制备过程不仅复杂、耗时，而且在样品的转移、加工和不同电镜间切换使用过程中存在着极大的损坏和污染的风险，白白耗费科研人员大量的宝贵时间、精力和来之不易的科研资金。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种扫描电镜、聚焦离子束电镜连接透射电镜样品杆的转换装置，最大限度地避免样品在不同电镜间转换时，造成的样品损坏和污染等问题，极大地方便样品的加工和显微结构分析，提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种扫描或聚焦离子束电镜连接透射电镜样品杆的转换装置，该装置依次包括用于连接透射电镜样品杆和样品舱侧壁的圆形气密法兰和波纹管、用于密封透射电镜样品杆和波纹管法兰的O型橡胶圈、用于承载透射电镜样品杆的支架结构、用于实现透射电镜样品杆三维空间运动的位移器、用于控制位移器的步进电机和电路单元。

所述的扫描或聚焦离子束电镜连接透射电镜样品杆的转换装置，透射电镜样品杆承载于支架结构上，透射电镜样品杆穿过圆形气密法兰和波纹管，透射电镜样品杆通过O型密封圈与波纹管和圆形气密法兰密封，并通过圆形气密法兰与扫描电镜、聚焦离子束电镜样品舱侧壁相连接，支架结构用于固定透射电镜样品杆与圆形气密法兰的相对位置；位移器与透射电镜样品杆的末端相连，用于控制透射电镜样品杆在样品舱内的三维空间位置。

所述的扫描或聚焦离子束电镜连接透射电镜样品杆的转换装置，圆形气密法兰为变截面法兰，其一侧竖向通过弧形面与扫描电镜、聚焦离子束电镜样品舱侧壁相连，其另一侧通过中心孔与波纹管相连接，所述弧形面的直径相对于所述中心孔的直径较大。

所述的扫描或聚焦离子束电镜连接透射电镜样品杆的转换装置，透射电镜样品杆通过O型橡胶圈与波纹管的一端法兰相密封，通过移动波纹管实现透射电镜样品杆位移，并起到实现透射电镜样品杆位移功能的支点作用。