一种压差光阑及电子显微镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种压差光阑及电子显微镜，该压差光阑用于电子显微镜，包括光阑片以及石墨烯膜，其中，光阑片上设置有光阑孔，光阑孔用于限制气体通过以及用于电子束穿过，石墨烯膜设置于光阑片上，且覆盖光阑孔，石墨烯膜用于阻止气体通过以及用于电子束穿过。该压差光阑能够有效简化电子显微镜的结构以及提高电子显微镜的操作便捷性。高电子显微镜的操作便捷性。高电子显微镜的操作便捷性。

【技术实现步骤摘要】
一种压差光阑及电子显微镜


[0001]本技术涉及电子扫描显微镜
，尤其涉及一种压差光阑及电子显微镜。

技术介绍

[0002]环境扫描电子显微镜(Environmental Scanning Electron Microscope，ESEM)是电子扫描显微镜的一种。它能够对各种固体和液体样品进行形态观察和元素定性定量分析，对部分溶液进行相变过程观察。在环境扫描电子显微镜中，在其物镜的下极靴处设置有一压差光阑，以在保证电子枪室真高空的同时，还能够允许样品室内有气体流动，使得样品室内的压强可以根据需要在0.1托至50托的范围内进行调整，以达到满足电子束运行和样品表征对不同真空度的要求。其中，压差光阑通常是在钼或铂金属制备的光阑片上开设数十微米的小孔，小孔能够限制空气流动，同时又能够允许电子束光斑通过。
[0003]在相关技术中，需要对样品室内的样品进行更换时，会打开样品室的仓门，以方便对样品进行更换，此时外部的气体会流入样品室内，并通过压差光阑进入电子枪室，这样易对电子枪室内的真空状态造成破坏。为了保证电子枪室的真空度不受更换样品的影响，通常是在电子枪室靠近样品室的一端设置机械密封结构，如密封阀门等，在更换样品时通过机械密封结构对电子枪室进行密封。但是，如此设置，不仅会造成电子显微镜的结构较为复杂，提高了电子显微镜的制作难度，还会增加电子显微镜的操作难度，不利于操作人员的操作。

技术实现思路

[0004]本申请实施例公开了一种压差光阑及电子显微镜，能够有效简化电子显微镜的结构以及提高电子显微镜的操作便捷性。
[0005]为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例公开了一种压差光阑，所述压差光阑用于电子显微镜，所述压差光阑包括：
[0006]光阑片，所述光阑片上设置有光阑孔，所述光阑孔用于限制气体通过以及用于电子束穿过；
[0007]石墨烯膜，所述石墨烯膜设置于所述光阑片上，且覆盖所述光阑孔，所述石墨烯膜用于阻止气体通过以及用于电子束穿过。
[0008]在本实施例中，压差光阑用于电子显微镜中，光阑片上设置有光阑孔，用于限制气体通过，以在压差光阑安装在电子显微镜的电子枪室和样品室之间时，能够使得电子枪室维持在高真空状态，以及样品室维持在低真空状态，同时又允许电子束穿过，使得电子枪所发射的电子束能够穿过光阑孔达到样品室内的样品上，以使得电子显微镜能够对样品进行形态观察或者元素定性定量分析等。在此基础上，将石墨烯膜设置于光阑片，且覆盖光阑孔，从而石墨烯膜用于阻止气体通过以及用于供电子束穿过，即，覆盖有石墨烯膜的光阑孔能够阻止气体的通过，仅允许电子束能够穿过，这样，在对样品室内的样品进行更换时，无
需额外设置机械密封结构即能够防止进入样品室内的外部气体进入电子枪室内，简化了电子显微镜的结构，降低了电子显微镜的制作难度，同时，还简化了电子显微镜的操作步骤，提高了电子显微镜的操作便捷性，利于操作人员的操作使用。
[0009]在第一方面可能的实现方式中，所述石墨烯膜贴设于所述光阑片的表面，与所述光阑片的表面相重合的面积为A，所述光阑孔的面积为B，A/B≥4。
[0010]由此，石墨烯膜与光阑片的表面相重合的面积与光阑孔的面积之比大于或者等于4，可使得石墨烯膜与光阑片之间的贴合牢固稳定，不易因压差光阑两侧的压强不同而被破坏。
[0011]在第一方面可能的实现方式中，所述石墨烯膜的边缘与所述光阑孔的几何中心之间的距离为L，所述光阑孔的外接圆的直径为D，L/D≥2。
[0012]通过石墨烯膜的边缘与光阑孔的几何中心之间的距离与光阑孔的外接圆的直径的比值大于或者等于2，可有效保证石墨烯膜贴设在光阑片时，位于光阑孔的几何中心任一方向上的石墨烯膜与光阑片的贴合面积均较大，使得石墨烯膜与光阑片的贴合更为牢固稳定。
[0013]在第一方面可能的实现方式中，所述石墨烯膜的几何中心与所述石墨烯膜的边缘之间的距离为C，0.5um≤C≤50um。
[0014]该尺寸范围内的石墨烯膜的制备工艺成熟，易于制作，且不易出现石墨烯膜的面积大于光阑片的面积，防止了石墨烯膜贴设于光阑片时出现部分石墨烯膜位于光阑片的外侧的情况，方便了石墨烯膜与光阑片的贴合的同时，还可以使得石墨烯膜与光阑片之间的贴合面积较大。
[0015]在第一方面可能的实现方式中，所述石墨烯膜为矩形石墨烯膜或者圆形石墨烯膜，所述矩形石墨烯膜或者所述圆形石墨烯膜的几何中心在所述光阑片上的投影与所述光阑孔的几何中心相重合。
[0016]由此，石墨烯膜的形状为矩形或者圆形，使得石墨烯膜的形状规整对称，易于制作，且石墨烯膜的几何中心在光阑片上的正投影与光阑孔的几何中心相重合，绕光阑孔的中心孔，可使得石墨烯膜的各个方向上与光阑片相贴合的面积大致相同，以在石墨烯膜的两侧受到不同压强作用时，石墨烯膜的与光阑片相贴合的各部分所能够承受的力大致相同，避免了因石墨烯膜的某一部分所承受的力较小而导致石墨烯膜脱离光阑片的情况。
[0017]在第一方面可能的实现方式中，所述光阑片具有相背的第一面和第二面，所述石墨烯膜设置于所述第一面和所述第二面中的任一者。
[0018]通过石墨烯膜设置于光阑片的两个表面中的任一表面上，可无需额外对光阑片的第一面和第二面进行标识以防止石墨烯膜贴错位置，降低了石墨烯膜与光阑片的贴合难度。
[0019]在第一方面可能的实现方式中，所述石墨烯膜通过范德华力与所述第一面或者所述第二面相贴合，相比于石墨烯膜通过胶水与光阑片贴合，节省了材料，而且贴合更加紧密。
[0020]在第一方面可能的实现方式中，所述石墨烯膜的边缘部分设置有加固层，进一步增强了石墨烯膜与光阑片贴合的牢固性。
[0021]在第一方面可能的实现方式中，所述加固层为碳层或者铂层中的任一种，或者，所
述加固层为金属碳化物层，结构均简单易于实现。
[0022]在第一方面可能的实现方式中，所述光阑片上设置有固定孔，所述固定孔位于所述光阑孔的外周，所述固定孔用于所述光阑片与所述电子显微镜的连接。
[0023]由此，可使得光阑片能够通过螺钉依次穿设于固定孔和设置于电子显微镜上的螺纹孔中，固定于电子显微镜中，使得光阑片易于安装和拆卸。
[0024]在第一方面可能的实现方式中，所述固定孔为多个，多个所述固定孔设于所述光阑片的边缘，且绕所述光阑孔的中心均匀分布，以使得光阑片在电子显微镜中的固定牢固稳定。
[0025]第二方面，本申请实施例还公开了一种电子显微镜，包括：
[0026]镜筒，所述镜筒包括筒腔、相背的第一端和第二端，所述筒腔贯穿所述第一端和第二端以形成电子枪室；
[0027]电子枪，所述电子枪用于产生电子束，所述电子枪设置于所述第一端，且所述电子枪的发射端容置于所述电子枪室内；
[0028]光阑支架，所述光阑支架设置于所述第二端，所述光阑支架形成有真空通道，所述真空通道的延伸方向与所述筒腔的延伸方向相同，且与所述筒腔连通，所述真空通道的两端分别设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压差光阑，其特征在于，所述压差光阑用于电子显微镜，所述压差光阑包括：光阑片，所述光阑片上设置有光阑孔，所述光阑孔用于限制气体通过以及用于电子束穿过；石墨烯膜，所述石墨烯膜设置于所述光阑片上，且覆盖所述光阑孔，所述石墨烯膜用于阻止气体通过以及用于供电子束穿过。2.根据权利要求1所述的压差光阑，其特征在于，所述石墨烯膜贴设于所述光阑片的表面，与所述光阑片的表面相重合的面积为A，所述光阑孔的面积为B，A/B≥4。3.根据权利要求2所述的压差光阑，其特征在于，所述石墨烯膜的边缘与所述光阑孔的几何中心之间的距离为L，所述光阑孔的外接圆的直径为D，L/D≥2。4.根据权利要求3所述的压差光阑，其特征在于，所述石墨烯膜的几何中心与所述石墨烯膜的边缘之间的距离为C，0.5um≤C≤50um。5.根据权利要求1所述的压差光阑，其特征在于，所述石墨烯膜为矩形石墨烯膜或者圆形石墨烯膜，所述矩形石墨烯膜或者所述圆形石墨烯膜的几何中心在所述光阑片上的投影与所述光阑孔的几何中心相重合。6.根据权利要求1所述的压差光阑，其特征在于，所述光阑片具有相背的第一面和第二面，所述石墨烯膜设置于所述第一面和所述第二面中的任一者。7.根据权利要求6所述的压差光阑，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建勋，苗林峰，曹桂英，崔明，郝海博，郑泽中，聂家琪，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院，
类型：新型
国别省市：