本实用新型专利技术提供一种多功能原子力显微镜样品固定器，包括底盘，所述底盘通过磁力或负压吸附在所述原子力显微镜的载物台上，所述底盘上活动地设置有以底盘的中轴线为轴可旋转的转盘，所述转盘的中轴线和所述底盘的中轴线是重合的；所述转盘上面设有左右贯通的第三凹槽，所述第三凹槽活动地装有可左右滑动的样品托，所述样品托的上面设有可放入载玻片的第一凹槽。本实用新型专利技术中通过转盘上带有的夹杆固定住承载微小样品的载玻片，靠样品托推拉载玻片，通过转盘转动样品实现变换方向的功能，通过推拉样品托改变样品的位置，大幅提升原有载物台的样品范围和速度，避免磕碰及不必要的损坏，节省时间，操作便捷。操作便捷。操作便捷。
【技术实现步骤摘要】
一种多功能原子力显微镜样品固定器
[0001]本技术涉及本技术涉及原子力显微镜
，尤其涉及一种多功能原子力显微镜样品固定器。
技术介绍
[0002]原子力显微镜被广泛用于微观形貌表征、电学、力学等方面的研究中。因其原理是借助探针尖端直接“接触”样本表面进行表征，Z轴分辨率可达到0.17纳米级别，原子力显微镜仍然是迄今为止，对各类亚微米、纳米级膜材料厚度(行业内称“台阶”)测量、电极高度测量、沟槽等样品真实形貌表征最为精准的手段之一，也是纳米力学研究领域不可替代的测试手段。但在实际的科研和检测工作中，原子力显微镜的探针沿固定方向来回扫描，扫描范围只能是矩形或者正方形，在“台阶”、电极、沟槽等“长、直”特征的样品表征时，希望得到一定方向(水平或竖直)的样品呈现，准确度高且便于后期谱图处理等工作的进行。若样品放置的方向不正，扫描图中，“长、直”样品就会斜着呈现，基于X、Y轴的分辨率、针尖性状、力学性质等因素的影响，斜的样品的边沿处会出现齿状的突变，无法得到高质量扫描图，且后期谱图的处理(拉平基线等操作)制造困难。若仅改变探针扫描的方向，因探针尖端性状、压电陶瓷扫描管带动探针悬臂的振动模式、微观力学差异等因素，在实际测量时，经常会导致扫描失败。在纳米力学摩擦力测试中，各向异性的样品的摩擦力测试，尤其需要样品在特定的方向上进行测试，而摩擦力等力学测试需要探针在固定的扫描方向上运动，无法改变探针的扫描方向，只能通过快速改变样品的方向来实现。
[0003]原子力显微镜最大扫描范围为100μm*100μm的正方形，扫描范围小，若要更换扫描位点，必须抬针(将针尖离开样品表面)，再将扫描头抬起较高的安全高度后(远离样品)，移动样品。生物型原子力显微镜更是需要手动移动载物台或探头，更换位点，且载物台或扫描头的移动速度慢、范围小，若超出范围，则需取下扫描头后，手动移动样品。扫描头重量较大，连线多，取下放置在侧台上，调整好样品再将扫描头放回，会增加出现错误(磕碰扫描头精密部件、撞针等)的几率，并且，更换样品后再重新下降扫描头到一定高度后，再自动下针至表面，耗时、低效、风险大。
[0004]现有的原子力显微镜载物台，尤其是生物型原子力显微镜的载物台，在对“台阶”、电极、沟槽等任何需要以一定方向呈现的样品进行扫描时，载物台无法迅速、可控的变换样品方向、移动远距离的扫描位点。
[0005]在微纳加工及相关科研中，常使用聚焦离子束(FIB)溅射，对样品表面原子进行剥离，以完成微、纳米级表面形貌加工，溅射出微纳尺寸的沟槽等是最为常见的用途之一。溅射后沟槽，需要进一步用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜进行形貌表征，以精准测量尺寸等。而这三类仪器在测试过程中，样品需要依次在这三种仪器的样品台上进行固定，且需保证在测试中不会移动(均为纳米级形貌表征，微小移动也会影响溅射、成像的精准度)方可进行测试；样品一般比较脆弱，从胶上取下来再在不同仪器的样品台间转移的过程十分容易损坏样品，导致直接碎裂或者镊子用力夹持都会导致碎渣崩到样品表面，影响成像效果。若
有一种可适配于FIB、SEM和原子力显微镜的样品固定装置，则可做到无需转移样品，只需转移样品台，可避免样品的损坏，不仅便捷，且实用性强。
技术实现思路
[0006]根据上述提出的现有的原子力显微镜载物台，尤其是生物型原子力显微镜的载物台，在对“台阶”、电极、沟槽等任何需要以一定方向呈现的样品进行扫描时，载物台无法迅速、可控的变换样品方向、移动远距离的扫描位点；以及对同一样品依次需要用聚焦离子束溅射、扫描电镜、原子力显微镜扫描时，样品需要在每个样品台上进行固定，还需保证在测试中不会移动方可进行测试，从胶上取下来再在不同仪器的样品台间转移的过程易损坏样品，影响成像效果的技术问题，本技术提供一种多功能原子力显微镜样品固定器，包括底盘，所述底盘通过磁力或负压吸附在所述原子力显微镜的载物台上，所述底盘上活动地设置有以底盘的中轴线为轴可旋转的转盘，所述转盘的中轴线和所述底盘的中轴线是重合的；所述转盘上面设有左右贯通的第三凹槽，所述第三凹槽活动地装有可左右滑动的样品托，所述样品托的上面设有可放入载玻片的第一凹槽。
[0007]进一步地，所述第三凹槽的两个侧壁相对所述转盘的中轴线是对称且平行的，所述样品托是长方形的板状体；所述转盘上装有夹持机构，所述夹持机构可在所述样品托的侧面产生压紧力并可保证样品托在外力的作用下顺利地沿所述第三凹槽左右滑动。
[0008]进一步地，所述第一凹槽中设有类圆形凹槽，所述类圆形凹槽中活动地装有和类圆形凹槽适配的类圆形样品托，所述类圆形样品托的一侧设有螺孔；所述转盘的适当位置设有第二凹槽，所述第二凹槽中可拆卸地装有一端带有外螺纹的圆柱形的脚柱，所述外螺纹和所述螺孔相适配。
[0009]进一步地，所述第三凹槽的每个侧壁上对称地设有和所述侧壁垂直的两个第二通孔，所述夹持机构包括所述第二通孔中由外向内活动地穿装的弹簧限位杆，同侧的两个所述弹簧限位杆杆体的末端固定有和所述侧壁平行的夹杆，在所述夹杆和所述侧壁之间的所述杆体上套装有压缩弹簧，所述样品托被两个所述夹杆所夹持并可在外力的推动下在第三凹槽中沿两个所述夹杆的侧面移动。
[0010]进一步地，所述转盘是圆型的，所述第二通孔处的所述转盘的侧面上制有平台，所述弹簧限位杆的限位台置于所述平台的外侧。
[0011]进一步地，所述转盘上装有限制转盘和所述底盘相对旋转的止动机构。
[0012]进一步地，所述底盘侧面上设有弧形面，所述弧形面是以所述转盘和所述底盘的中轴线为心轴的圆柱面，所述止动机构包括L形弯板，所述L形弯板的横板固定在所述转盘的上表面并置于两个所述第二通孔的中间，所述止动机构还包括所述L形弯板的竖板上螺装的把手螺丝，所述把手螺丝螺纹端的端部可通过旋转把手螺丝的方式顶紧在所述弧形面上。
[0013]进一步地，所述底盘的中间上面设有圆形凹槽或第一通孔，所述转盘的下面设有向下凸出的和所述圆形凹槽或第一通孔适配的圆柱形凸台，所述圆柱形凸台置于所述圆形凹槽或第一通孔中。
[0014]进一步地，所述第二凹槽的槽壁上设有可卡住所述脚柱的凸台。
[0015]进一步地，所述凸台为圆弧状或半球状。
[0016]较现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0017]1、本技术，通过转盘上带有的夹杆固定住承载微小样品的载玻片，靠样品托推拉载玻片，通过转盘转动样品实现变换方向的功能，通过推拉样品托改变样品的位置，大幅提升原有载物台上样品的检测范围和检测速度，不必将沉重易损的扫描头频繁取下以更换样品的位置，避免磕碰及不必要的损坏，节省时间，操作便捷。
[0018]2、夹杆还可以直接夹持住薄片样品，直接用于截面的扫描；压紧弹簧、弹簧限位杆和夹杆构成的夹持机构，可对样品托施加一定的压紧力，微小的触碰不会导致样品托的移动，增加了测量的精确度。
[0019]3、L形弯板及把紧螺丝构成的止动机构，可在调整好样品的测试位置后锁定转盘和底盘，防止它们之间本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多功能原子力显微镜样品固定器，其特征在于：包括底盘(1)，所述底盘(1)通过磁力或负压吸附在所述原子力显微镜的载物台上，所述底盘(1)上活动地设置有以底盘(1)的中轴线为轴可旋转的转盘(4)，所述转盘(4)的中轴线和所述底盘(1)的中轴线是重合的；所述转盘(4)上面设有左右贯通的第三凹槽(4.2)，所述第三凹槽(4.2)活动地装有可左右滑动的样品托(2)，所述样品托(2)的上面设有可放入载玻片的第一凹槽(2.1)。2.根据权利要求1所述一种多功能原子力显微镜样品固定器，其特征在于：所述第三凹槽(4.2)的两个侧壁(4.7)相对所述转盘(4)的中轴线是对称且平行的，所述样品托(2)是长方形的板状体；所述转盘(4)上装有夹持机构，所述夹持机构可在所述样品托(2)的侧面产生压紧力并可保证样品托(2)在外力的作用下顺利地沿所述第三凹槽(4.2)左右滑动。3.根据权利要求2所述一种多功能原子力显微镜样品固定器，其特征在于：所述第一凹槽(2.1)中设有类圆形凹槽(2.2)，所述类圆形凹槽(2.2)中活动地装有和类圆形凹槽(2.2)适配的类圆形样品托(3)，所述类圆形样品托(3)的一侧设有螺孔(3.1)；所述转盘(4)的适当位置设有第二凹槽(4.1)，所述第二凹槽(4.1)中可拆卸地装有一端带有外螺纹的圆柱形的脚柱(5)，所述外螺纹和所述螺孔(3.1)相适配。4.根据权利要求2所述一种多功能原子力显微镜样品固定器，其特征在于：所述第三凹槽(4.2)的每个侧壁(4.7)上对称地设有和所述侧壁(4.7)垂直的两个第二通孔(4.4)，所述夹持机构包括所述第二通孔(4.4)中由外向内活动地穿装的弹簧限位杆(8)，同侧的两个所述弹簧限位杆(8)杆体(8.1)的末端固定有和所述侧壁(4.7)平行的夹杆(6)，在所述夹杆(6)和所述侧壁(4.7)之间的所述杆体(8.1)上套装有压缩弹簧...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡蕊，徐强，万慧慧，吕天明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：
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