可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架的製作方法

2023-05-17 20:02:06

可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架的製作方法
【專利摘要】一種可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架，其探針固定盤上表面的槽為矩形槽，探針固定線為耐腐蝕和透明片均為耐腐蝕材料製成；探針固定盤下表面安裝有橫跨凸臺的彈性的探針固定線，其具體結構是：探針固定線的前端插入探針固定盤的前通孔，前通孔的外端插入的銷釘與探針固定線的端部緊配合；探針固定線的後端依次穿入探針固定盤後通孔的內端、彈簧和活動銷的內腔，活動銷的內腔外端插入的銷釘與探針固定線的端部緊配合。使用該支架可使原子力顯微鏡在酸鹼環境下對樣品進行納米尺度的形貌檢測和相關加工實驗；且探針固定線可拆卸更換，顯微鏡的使用維護成本低；透明片在使用過程中不會發生偏移，保證顯微觀察、分析和加工的結果正確。
【專利說明】可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種原子力顯微鏡的零部件，尤其涉及一種環境可控原子力顯微鏡的零部件。
【背景技術】
[0002]在當代科技領域中，人們普遍認為20世紀80年代末90年代初在國際上興起的納米科學技術是面向21世紀的新科技。原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy, AFM)在納米科技中是一個重要的研究工具並發揮著至關重要的作用。與傳統的光學顯微鏡相比，原子力顯微鏡具有三個突出的優點:高解析度(一般可達到納米精度)；三維成像能力和可以直接對樣品表面進行納米級加工。
[0003]然而，隨著納米科技的發展，對原子力顯微鏡提出了越來越多的環境可控要求，出現了能實現真空，溫、溼度，液相及其酸鹼性等可控環境的各種環境可控原子力顯微鏡。而酸鹼環境的需求已日益加劇，例如:藉助原子力顯微鏡來模擬化學機械拋光過程就要求液體環境為酸性或鹼性；在研究腐蝕環境對樣品的納米加工影響時也需要酸鹼性的液體環境；此外，藉助原子力顯微鏡還可以研究DNA在液相環境下的理化性質，酸鹼環境下DNA的變性研究則是一項重要的內容。真空環境和溼度環境可控的原子力顯微鏡是通過一個真空腔體實現；溫度控制則可以通過可控加熱的樣品臺實現。而液相及其酸鹼性的控制則主要是通過一個液下針尖支架和一個液池配套使用來實現。液池的主要功能是盛放液體和樣品來實現液體環境，液下針尖支架則起到裝夾原子力顯微鏡的探針並使之一同浸沒於液體環境下，從而實現液體環境下探針與樣品的相互作用。
[0004]現有的液相環境原子力顯微鏡液下針尖支架，其組成是:磁性吸附在顯微鏡探針法蘭盤上的探針固定盤、探針固定盤上表面的圓形槽中嵌有適配的玻璃片、探針固定盤上表面螺紋固定的三個壓臂壓住玻璃片，玻璃片下表面中部有凸臺，該凸臺位於圓形槽中的通孔中，探針固定盤下表面固定有橫跨凸臺的彈性的探針固定線，通過探針固定線將探針壓固在凸臺上。存在的問題是:1、玻璃和探針固定線均不耐腐蝕，不適合具有明顯的腐蝕特性的酸鹼液相環境；2、通過壓臂方式固定在圓形槽中的圓形玻璃片在使用過程中難免發生偏移導致重複定位不準從而影響顯微觀察與分析；3、探針固定線固定在探針固定盤上，不能拆卸更換，當探針固定線因腐蝕或其他原因損壞時則必須更換整個支架，使用維護成本聞。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架，該支架可以工作在酸鹼環境下，從而實現原子力顯微鏡在酸鹼環境下對樣品進行納米尺度的形貌檢測和相關加工實驗；且探針固定線可拆卸更換，顯微鏡的使用維護成本低；透明片在使用過程中不會發生偏移重複定位精確，保證顯微觀察與分析的結果正確。
[0006]本實用新型解決其發明目的，所採用的技術方案是，一種可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架，包括磁性吸附在顯微鏡探針法蘭盤上的探針固定盤、探針固定盤上表面的槽中嵌有適配的透明片、探針固定盤上表面螺紋固定的壓臂壓住透明片，透明片下表面中部有凸臺，該凸臺位於固定盤的槽內的通孔中，探針固定盤下表面安裝有橫跨凸臺的彈性的探針固定線，探針固定線將探針壓固在凸臺上，其特徵在於:
[0007]所述的探針固定盤上表面的槽為矩形槽，探針固定線為耐腐蝕抗拉抗疲勞材料製成，透明片為耐腐蝕材料製成；探針固定盤下表面安裝有橫跨凸臺的彈性的探針固定線其具體結構是:探針固定線的前端插入探針固定盤的前通孔，前通孔的外端插入的前銷釘與探針固定線的端部緊配合；探針固定盤的後通孔的彈簧槽內設有彈簧，後通孔的外部插有活動銷，探針固定線的後端依次穿入後通孔的內部、彈簧和活動銷的內腔，活動銷的內腔外端插入的後銷釘與探針固定線的端部緊配合。
[0008]本實用新型的使用方法是:
[0009]將針尖支架反面朝上，通過鑷子拿取原子力顯微鏡的探針，在拿取探針的同時向內按壓針尖支架後部的活動銷，活動銷壓縮彈簧向內伸進，以使探針固定線中部向上拱起；然後將針尖安放在凸臺和拱起的探針固定線之間，並用鑷子控制探針固定線使其處於探針的正上方。此後慢慢鬆開活動銷，在彈簧的作用下探針固定線慢慢靠近凸臺，使原子力顯微鏡的探針固定於透明凸臺上。再將盛有液體並安放有樣品的液池置於探針法蘭盤內孔下方的樣品臺上；並將整個針尖支架翻轉使正面朝上並置於探針法蘭盤上即完成液體環境下的實驗準備。最後，啟動原子力顯微鏡即可對樣品進行可控液相環境下的形貌掃描或納米級加工。
[0010]與現有技術相比，本實用新型的有益效果:
[0011 ] 一、探針固定線為耐腐蝕抗拉抗疲勞材料製成，透明片為耐腐蝕材料製成,使環境可控的原子力顯微鏡的液體環境從中性溶液擴展至酸鹼條件下的各種溶液，其適用範圍廣，可以進行酸鹼環境下的樣品形貌掃描或納米級加工。
[0012]二、探針固定盤上表面的槽為矩形槽，壓在矩形槽上與其適配的矩形透明片在多次使用後不會發生偏轉，保證了多次實驗後透明片及其上安裝探針的凸臺的定位精度，保證了顯微觀察、分析及加工的正確性。
[0013]三、當探針固定線磨損後，將與探針固定線兩端緊配合的銷釘拆出，將探針固定線從探針固定盤前後通孔中取出；再將新的探針固定線重新穿入前後通孔、彈簧、活動銷並重新插入銷釘使固定線兩端與銷釘緊配合，即完成探針固定線的拆卸與更換。探針固定線可拆卸更換，降低了顯微鏡的使用維護成本。
[0014]上述的探針固定盤的後部螺紋連接有兩隻手柄。
[0015]這樣，更方便探針固定盤與探針法蘭盤的安裝與拆卸。
[0016]上述的探針固定線為鑰絲。
[0017]鑰探針固定線抗拉強度高和抗疲勞性好，使用壽命長。且其耐腐蝕性好，在0〈pH〈14各種酸鹼環境下均不被腐蝕。
[0018]上述的透明片為有機玻璃片。
[0019]有機玻璃片的耐腐蝕性好，在0〈pH〈14各種酸鹼環境下均不被腐蝕。
[0020]下面結合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型實施例的俯視結構示意圖。
[0022]圖2為圖1的A-A剖面結構示意圖。
[0023]圖3為本實用新型實施例的仰視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]實施例
[0025]圖1-3示出，本實用新型的一種【具體實施方式】是，一種可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架，包括磁性吸附在顯微鏡探針法蘭盤上的探針固定盤1、探針固定盤1上表面的槽la中嵌有適配的透明片2、探針固定盤1上表面螺紋固定的壓臂3壓住透明片2，透明片2下表面中部有凸臺2a，該凸臺2a位於固定盤1的槽la內的通孔lb中，探針固定盤1下表面安裝有橫跨凸臺2a的彈性的探針固定線4，探針固定線4將探針壓固在凸臺2a上。
[0026]所述的探針固定盤1上表面的槽la為矩形槽，探針固定線4為耐腐蝕抗拉抗疲勞材料製成，透明片2為耐腐蝕材料製成；探針固定盤1下表面安裝有橫跨凸臺2a的彈性的探針固定線4其具體結構是:探針固定線4的前端插入探針固定盤1的前通孔，前通孔的外端插入的前銷釘8與探針固定線4的端部緊配合；探針固定盤1的後通孔的彈簧槽內設有彈簧7，後通孔的外部插有活動銷6，探針固定線4的後端依次穿入後通孔的內部、彈簧和活動銷6的內腔，活動銷6的內腔外端插入的後銷釘9與探針固定線4的端部緊配合。
[0027]本例的探針固定盤1的後部螺紋連接有兩隻手柄5，探針固定線4為鑰絲，透明片2為有機玻璃片。
【權利要求】
1.一種可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架，包括磁性吸附在顯微鏡探針法蘭盤上的探針固定盤(1)、探針固定盤(1)上表面的槽(la)中嵌有適配的透明片(2)、探針固定盤(1)上表面螺紋固定的壓臂(3)壓住透明片(2)，透明片(2)下表面中部有凸臺(2a)，該凸臺(2a)位於固定盤(1)的槽(la)內的通孔(lb)中，探針固定盤(1)下表面安裝有橫跨凸臺(2a)的彈性的探針固定線(4)，探針固定線(4)將探針壓固在凸臺(2a)上，其特徵在於:所述的探針固定盤(1)上表面的槽(la)為矩形槽，探針固定線(4)為耐腐蝕抗拉抗疲勞材料製成，透明片(2)為耐腐蝕材料製成；探針固定盤(1)下表面安裝有橫跨凸臺(2a)的彈性的探針固定線(4)其具體結構是:探針固定線(4)的前端插入探針固定盤(1)的前通孔，前通孔的外端插入的前銷釘(8)與探針固定線(4)的端部緊配合；探針固定盤(1)的後通孔的彈簧槽內設有彈簧(7)，後通孔的外部插有活動銷(6)，探針固定線(4)的後端依次穿入後通孔的內部、彈簧和活動銷(6)的內腔，活動銷(6)的內腔外端插入的後銷釘(9)與探針固定線(4)的端部緊配合。
2.根據權利要求1所述的一種可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架，其特徵在於:所述的探針固定盤(1)的後部螺紋連接有兩隻手柄(5)。
3.根據權利要求1所述的一種可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架，其特徵在於:所述的探針固定線(4)為鑰絲。
4.根據權利要求1所述的一種可應用於酸鹼環境中的原子力顯微鏡液下針尖支架，其特徵在於:所述的透明片(2)為有機玻璃片。
【文檔編號】G01Q60/38GK203519647SQ201320639994
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】錢林茂, 王曉東, 王冕, 陳磊, 餘丙軍, 何洪途 申請人:西南交通大學