一种微米级定点转移制备透射电镜样品的装置及制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微米级定点转移制备透射电镜样品的装置及制备方法，装置包括：基座；设置在基座上、用于承载薄膜材料工件并对薄膜材料工件的位置进行调节的三坐标位移台；设置在基座上、用于对选定薄膜区域的薄膜材料进行制备的探针组件；设置在基座上、用于收集制备的薄膜材料的收集组件；设置在基座上并与收集组件连接、用于调节收集组件位置的机械手；设置在探针位移台正上方、用于对制备的薄膜材料进行表面形貌观察与放大的显微镜；设置在基座上、用于调节探针组件位置的探针位移台。本发明专利技术能够在样本微米区域内定点转移制备透射电镜样品，并可快速获取不同区域的薄膜材料透镜样品，达到降低透射电镜样品的制备成本并提高制备效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种微米级定点转移制备透射电镜样品的装置及制备方法
本专利技术涉及透射电镜制样
，尤其涉及的是一种微米级定点转移制备透射电镜样品的装置及制备方法。
技术介绍
透射电镜(Transmissionelectronmicroscope,TEM)是利用穿透样品的电子束成像，实现原子尺度的分辨率，能够方便的对材料内部的组织与成分进行分析，但要想获取一张高质量的透射电镜照片，首先需要是制备出合格的透射电镜样品。透射电镜样品制备的方法有很多，主要根据材料的类型和所要获取的信息来选择不同的方法，通常有化学减薄、电解双喷、超薄切片、粉碎研磨、聚焦离子束(FocusedIonBeam，FIB)等方法，这些方法都能制备出较好的薄膜样品。其中，利用TEM对材料的纳米结构进行观察时，对样品的厚度有一定的要求，通常为50-100nm。同时，对于薄膜材料，制成的透射电镜样品需要有更多的薄区来实现薄膜样品的观察与分析。以往常采用聚焦离子束(FIB)来实现薄膜材料透射电镜样品的制备，在电子束下可以实现样品的无损、高分辨形貌特征观察和测量分析，而聚焦离子束扫描可以进行精确的三维结构刻蚀加工，两者结合下可以获得高精度的薄膜透射电镜样品。虽然FIB可方便、准确地制备特定微区的薄膜透射电镜样品，但是，通过FIB方式获得不同区域的薄膜透射电镜样品的时间较长，不仅成本较高，同时导致了获取不同区域薄膜的实用化进程较慢。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种微米级定点转移制备透射电镜样品的装置及制备方法，以解决现有获取不同区域的薄膜材料透镜样品成本较高且实用化进程较慢的问题。本专利技术的技术方案如下：一种微米级定点转移制备透射电镜样品的装置，其包括：基座；设置在所述基座上、用于承载薄膜材料工件并对薄膜材料工件的位置进行调节的三坐标位移台；设置在所述基座上、用于对选定薄膜区域的薄膜材料进行制备的探针组件；设置在所述基座上、用于收集制备的薄膜材料的收集组件；设置在所述基座上并与所述收集组件连接、用于调节所述收集组件位置的机械手；设置在所述探针位移台正上方、用于对制备的薄膜材料进行表面形貌观察与放大的显微镜；设置在所述基座上、用于调节所述探针组件位置的探针位移台。本专利技术的进一步设置，所述三坐标位移台包括：第一微调旋钮，设置在所述三坐标位移台侧面并沿X轴方向设置；第二微调旋钮，设置在所述三坐标位移台上并位于所述第一微调旋钮的相对面，且所述第二微调旋钮沿Y轴设置；第三微调旋钮，设置在所述三坐标位移台侧面上；其中，通过所述第一微调旋钮调节薄膜材料工件在X轴方向上的位置，通过所述第二微调旋钮来调节薄膜材料工件在Y轴方向上的位置，通过所述第三微调旋钮调节薄膜材料工件在Z轴方向的位置。本专利技术的进一步设置，所述探针组件包括：固定块，设置在所述探针位移台上；伸长杆，设置在所述固定块上；探针，设置在所述伸长杆上；其中，所述探针的针尖直径小于等于1微米，且所述探针的操作范围半径小于5微米。本专利技术的进一步设置，所述探针组件还包括：锁紧扣，设置在所述伸长杆远离所述固定块的一端上，所述探针倾斜设置在所述锁紧扣上。本专利技术的进一步设置，所述探针组件还包括：力传感器，所述力传感器设置在所述伸长杆上。本专利技术的进一步设置，所述固定块设置有第一通孔，所述伸长杆通过所述第一通孔穿设于所述固定块。本专利技术的进一步设置，所述探针位移台包括：第四微调旋钮，设置在所述探针位移台侧面上并沿Y轴方向设置；第五微调旋钮，设置在所述探针位移台侧面上并沿Z轴方向设置；其中，通过所述第四微调旋钮可以调节所述探针组件在Y轴方向上的位置，通过所述第五微调旋钮可以调节所述探针组件在Z轴方向上的位置。本专利技术的进一步设置，所述机械手包括：底座，设置在所述基座上；连接杆，设置在所述底座上；夹持件，设置在所述连接杆上并与所述收集组件连接；其中，所述连接杆与所述底座之间、所述连接杆与所述夹持件之间通过万向头连接。本专利技术的进一步设置，所述收集组件包括：反向镊子，设置在所述夹持件上；金属载网，设置在所述反向镊子上。基于同样的的专利技术构思，本专利技术还提供了一种微米级定点转移制备透射电镜样品的制备方法，应用于上述所述的微米级定点转移制备透射电镜样品的装置中，所述方法包括：将薄膜材料工件固定于三坐标位移台，调节显微镜到合适的倍数，并将探针组件显示在所述显微镜的观察区域并靠近薄膜材料操作区域；通过调节探针位移台使探针组件对选定薄膜区域进行制备，以使所述探针组件上附有碎屑或块状薄膜材料；通过所述探针位移台调节收集组件的位置以使所述收集组件靠近所述探针组件，并显示在显微镜下，将所述探针组件与所述收集组件接触以进行收集制样；将所述收集组件转移至透射电镜下以对薄膜材料进行内部组织的观察与成分分析。本专利技术所提供的一种微米级定点转移制备透射电镜样品的装置及制备方法，其中，所述装置包括：基座；设置在所述基座上、用于承载薄膜材料工件并对薄膜材料工件的位置进行调节的三坐标位移台；设置在所述基座上、用于对选定薄膜区域的薄膜材料进行制备的探针组件；设置在所述基座上、用于收集制备的薄膜材料的收集组件；设置在所述基座上并与所述收集组件连接、用于调节所述收集组件位置的机械手；设置在所述探针位移台正上方、用于对制备的薄膜材料进行内部组织的观察与成分分析的显微镜；设置在所述基座上、用于调节所述探针组件位置的探针位移台。本专利技术通过三坐标位移台将薄膜材料工件移动至显微镜下方以对薄膜材料的表面进行形貌观察与放大，其后通过探针位移台的移动以使探针组件对选定薄膜区域的薄膜材料进行制备，再通过机械手来控制收集组件对探针组件上的薄膜材料进行收集，并将所述收集组件转移至透射电镜下以对收集的薄膜材料进行内部组织的观察与成分分析，即可实现样本区域内定点转移制备透射电镜样品，并能够快速获取不同区域的薄膜材料透镜样品，从而能够降低成本并提高实用化进程速度。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1是本专利技术中微米级定点转移制备透射电镜样品的装置的结构示意图。图2是本专利技术中转移膜扫描电镜示意图。图3是本专利技术中转移膜EDS元素的分布示意图。图4是本专利技术中转移膜碳、氧、硅元素的分布示意图。图5是本专利技术中下部转移膜的纳米结构示意图。图6是本专利技术中下部转移膜的部分区域元素分布示意图。图7是本专利技术中中部转移膜的纳米结构示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微米级定点转移制备透射电镜样品的装置，其特征在于，包括：/n基座；/n设置在所述基座上、用于承载薄膜材料工件并对薄膜材料工件的位置进行调节的三坐标位移台；/n设置在所述基座上、用于对选定薄膜区域的薄膜材料进行制备的探针组件；/n设置在所述基座上、用于收集制备的薄膜材料的收集组件；/n设置在所述基座上并与所述收集组件连接、用于调节所述收集组件位置的机械手；/n设置在所述探针位移台正上方、用于对制备的薄膜材料进行表面形貌观察与放大的显微镜；/n设置在所述基座上、用于调节所述探针组件位置的探针位移台。/n

【技术特征摘要】
1.一种微米级定点转移制备透射电镜样品的装置，其特征在于，包括：
基座；
设置在所述基座上、用于承载薄膜材料工件并对薄膜材料工件的位置进行调节的三坐标位移台；
设置在所述基座上、用于对选定薄膜区域的薄膜材料进行制备的探针组件；
设置在所述基座上、用于收集制备的薄膜材料的收集组件；
设置在所述基座上并与所述收集组件连接、用于调节所述收集组件位置的机械手；
设置在所述探针位移台正上方、用于对制备的薄膜材料进行表面形貌观察与放大的显微镜；
设置在所述基座上、用于调节所述探针组件位置的探针位移台。


2.根据权利要求1所述的微米级定点转移制备透射电镜样品的装置，其特征在于，所述三坐标位移台包括：
第一微调旋钮，设置在所述三坐标位移台侧面并沿X轴方向设置；
第二微调旋钮，设置在所述三坐标位移台上并位于所述第一微调旋钮的相对面，且所述第二微调旋钮沿Y轴设置；
第三微调旋钮，设置在所述三坐标位移台侧面上；
其中，通过所述第一微调旋钮调节薄膜材料工件在X轴方向上的位置，通过所述第二微调旋钮来调节薄膜材料工件在Y轴方向上的位置，通过所述第三微调旋钮调节薄膜材料工件在Z轴方向的位置。


3.根据权利要求1所述的微米级定点转移制备透射电镜样品的装置，其特征在于，所述探针组件包括：
固定块，设置在所述探针位移台上；
伸长杆，设置在所述固定块上；
探针，设置在所述伸长杆上；
其中，所述探针的针尖直径小于等于1微米，且所述探针的操作范围半径小于5微米。


4.根据权利要求3所述的微米级定点转移制备透射电镜样品的装置，其特征在于，所述探针组件还包括：
锁紧扣，设置在所述伸长杆远离所述固定块的一端上，所述探针倾斜设置在所述锁紧扣上。


5.根据权利要求3所述的微米级定点转移制备透射电镜样品的装置，其特征在于，所述探针组件还包括：
力传感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈成，黄志权，刁东风，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44