專利名稱：大氣和液相通用的原子力顯微鏡探針架-樣品池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)儀器中顯微鏡技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種適用于不同環(huán)境 下使用的原子力顯微鏡探針架-樣品池裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，原子力顯微鏡是一種利用原子、分子間的相互作用力來觀察物體 表面微觀形貌的新型實(shí)驗(yàn)技術(shù)，而目前液相原子力顯微鏡均釆用特殊的探針架 一樣品池裝置予以實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有的探針架一樣品有三種方案。
如圖1所示的方案一，將樣品1放置于樣品臺(tái)2上，并在樣品1的表面滴一 滴液體，然后將探針3伸入到液滴4中對(duì)樣品1進(jìn)行掃描，而樣品1整體仍處 于大氣環(huán)境之中，而且探針3及其檢測光路極易受到液滴4表面張力和毛細(xì)力 的影響，當(dāng)激光器19的入射激光光束14經(jīng)過探針3反射后形成反射激光光束 15到達(dá)接收器5，在這個(gè)過程中圖象難以穩(wěn)定成像，因而仍存在諸多局限性。
如圖2所示的方案二，由透光材料的探針架6、橡膠密封圈7和樣品臺(tái)2構(gòu) 成，探針3固定于探針架6上，當(dāng)探針3對(duì)樣品1進(jìn)行檢測時(shí)，激光器19的入 射激光光束14經(jīng)過探針架6、溶液(或大氣)和探針3發(fā)生折射和反射后到達(dá) 接收器5，由于結(jié)構(gòu)的影響，該方案在使用過程中容易出現(xiàn)漏液，導(dǎo)致樣品池下 方的壓電掃描器受損，而且受橡膠密封圈7的彈性限制，對(duì)被測樣品1的厚度 有著嚴(yán)格的限制，此外，探針架6和溶液的折射引起反射激光光束的偏轉(zhuǎn)要求 接收器5具有較大^j可調(diào)節(jié)范圍探頭。
如圖3所示的方案三，采用一個(gè)矩形的透明基材作為窗口8，探針3固定于 窗口 8的下方，測量時(shí)窗口 8和探針3 —同進(jìn)入液體池9中對(duì)樣品1進(jìn)行檢測， 當(dāng)激光器19的入射激光光束14經(jīng)過探針3發(fā)生偏離折射后到達(dá)接收器5，由于受液體折射率的影響，探針3的反射激光光束15產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，同樣要求接收器5 具有較大的可調(diào)節(jié)范圍探頭。
綜上所述,現(xiàn)有技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方案均有不同程度的缺陷，難以大面積推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的提出目的在于 一是為了實(shí)現(xiàn)原 子力顯微鏡在大氣和液相環(huán)境下對(duì)樣品進(jìn)行檢測成像的功能；二是為了實(shí)現(xiàn)能 夠在不更換探針和探針架的情況下方便地進(jìn)行切換，從而進(jìn)行變換環(huán)境下對(duì)樣 品的原位檢測。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種大氣和液相通用的原子力 顯微鏡探針架-樣品池裝置，包括樣品池、探針架以及探針，探針架由蓋板及窗 口相接而成，窗口設(shè)于蓋板內(nèi)部的中間位置，窗口由透明平板一、透明平板二 所組成，探針懸掛設(shè)置于蓋板的下方并由彈片頂裝于蓋板的鍥口處，透明平板 一的一端與透明平板二固定相連，另一端與鄰接的蓋板相連，透明平板二與鄰 接的蓋板相接，所述的透明平板一、透明平板二分別垂直于打到探針的入射激 光光束和探針的反射激光光束，探針架置于樣品池的上方，所述樣品池兩側(cè)邊 的適當(dāng)位置分別設(shè)有進(jìn)液口及排液口 ，進(jìn)液口及排液口分別與導(dǎo)液管相連接。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著的進(jìn)步和突出的特點(diǎn)用于檢測探 針運(yùn)動(dòng)的激光束不受樣品所處的環(huán)境(大氣或不同溶液)的影響，可變換環(huán)境 對(duì)樣品進(jìn)行原位檢測，安裝便易、固定性好、成本低廉，具有結(jié)構(gòu)合理，操作 簡單，實(shí)用性高的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，具有省時(shí)、省力、操作簡便的技術(shù)優(yōu)勢。
真正提供三維表面圖，同時(shí)，不需要對(duì)樣品進(jìn)行任何特殊處理，如鍍銅或 碳，對(duì)樣品不會(huì)造成傷害，適用范圍廣，應(yīng)用價(jià)值高。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖4所示，本發(fā)明的原子力顯微鏡探針架-樣品池裝置，包括樣品池9、 探針架6以及探針3，探針架6由蓋板12及呈透明狀的窗口 8相接而成，窗口 8設(shè)于蓋板12內(nèi)部的中間位置，窗口 8由透明平板一 10、透明平板二 11所組 成，探針3懸掛設(shè)置于蓋板12的下方并由彈片13頂裝于蓋板12的鍥口處，透 明平板一 10的一端與透明平板二 11固定相連，另一端與鄰接的蓋板12相連， 透明平板二 11與鄰接的蓋板12相接，所述的透明平板一 10、透明平板二 11分 別垂直于激光器19打到探針3的入射激光光束14和探針3的反射激光光束15， 探針架6置于樣品池9的上方，所述樣品池9兩側(cè)邊的適當(dāng)位置分別設(shè)有進(jìn)液 口 16及排液口 17，進(jìn)液口 16及排液口 17分別與導(dǎo)液管18相連接，被測樣品 1固定在樣品池9的中央位置。
在上述探針架6中，由于兩個(gè)透明平板10、 11分別垂直入射激光光束14 和反射激光光束15，因此，無論樣品池9是否有溶液，光束都垂直經(jīng)過所有界 面，不會(huì)因空氣和的溶液折射率不同、或者不同成分溶液的折射率的差異而產(chǎn) 生折射引起光束偏轉(zhuǎn)，接收器5便能重建三維圖像，獲得樣品的形貌，也就是 說，本發(fā)明的原子力顯微鏡探針架-樣品池裝置，既可用于大氣下，也可用于各 種溶液中對(duì)樣品進(jìn)行檢測成像；而且檢測過程中，可隨時(shí)通過進(jìn)液口 16或排液 口 17加入溶液或改變?nèi)芤撼煞?，?duì)樣品1進(jìn)行實(shí)時(shí)原位的檢測。通過本發(fā)明，原子力顯微鏡在對(duì)樣品1進(jìn)行檢測成像的過程中，可在不更
換探針架6和探針3的情況下，方便地改變樣品1的環(huán)境(大氣或不同成分的 液相環(huán)境)，對(duì)樣品l進(jìn)行實(shí)時(shí)原位的檢測，在電化學(xué)、生命科學(xué)和界面相關(guān)領(lǐng) 域具有重要的應(yīng)用前景。而且，本發(fā)明代替了原來需要分別實(shí)現(xiàn)大氣和液相的 兩套裝置，有效降低儀器成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的主要實(shí)施方式所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本 發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前 提下，所作出的其他若干技術(shù)精確、美化的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種大氣和液相通用的原子力顯微鏡探針架-樣品池裝置，包括樣品池、探針架以及探針，其特征在于探針架由蓋板及窗口相接而成，窗口設(shè)于蓋板內(nèi)部的中間位置，窗口由透明平板一、透明平板二所組成，探針懸掛設(shè)置于蓋板的下方并由彈片頂裝于蓋板的鍥口處，透明平板一的一端與透明平板二固定相連，另一端與鄰接的蓋板相連，透明平板二與鄰接的蓋板相連，所述的透明平板一、透明平板二分別垂直于打到探針的入射激光光束和探針的反射激光光束，探針架置于樣品池的上方。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣和液相通用的原子力顯微鏡探針架-樣品池裝置，其特征 在于所述樣品池兩側(cè)邊的適當(dāng)位置分別設(shè)有進(jìn)液口及排液口，進(jìn)液口及排液口分別與導(dǎo)液 管相連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于不同環(huán)境下使用的原子力顯微鏡探針架-樣品池裝置，包括樣品池、探針架及探針，探針架包括蓋板及由透明平板一、透明平板二所組成的窗口，探針懸掛設(shè)置于蓋板的下方并由彈片頂裝于蓋板的鍥口處，透明平板一、透明平板二分別垂直于打到探針的入射激光光束和探針的反射激光光束，樣品池兩側(cè)邊分別設(shè)有可與導(dǎo)液管相接的進(jìn)液口和排液口，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，實(shí)用性強(qiáng)，可在不更換探針架和探針的情況下，方便地改變樣品的環(huán)境，對(duì)樣品進(jìn)行實(shí)時(shí)原位的檢測，在電化學(xué)、生命科學(xué)和界面相關(guān)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。而且，代替了原來需要分別實(shí)現(xiàn)大氣和液相兩套裝置，有效降低儀器成本，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)G01N13/10GK101581652SQ20091003805
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者吳浚瀚 申請(qǐng)人:北京本原納米儀器有限公司