Поворотная кассета для образцов автоионного-автоэлектронного микроскопа Советский патент 1980 года по МПК H01J37/285 

1

Изобретение относится к электронно-лучевому приборостроению, в частности к автоионным-автоэлектронным микроскопам, и может быть использовано для физических исследований материалов .

Известны держатели объектов для автоэлектронных микроскопов, обеспечивающие возможность поворота образца в двух взаимно перпендикулярных направлениях в условиях сверхвысокового вакуума l . Однако конструкция устройства не позволяет проводить исследование нескольких образцов при одновременном размещении их в камере автоэлектронного микроскопа и последую дей смене их в рабочем положении.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является кассета для автоэлектронного микроскопа, содержащая основание, держатели образцов, теплопровод, привод с сильфонным уплотнением и подвижный сектор 2 .

Данное устройство позволяет осуществлять смену шести образцов в порядке их размещения на подвижном секторе. Недостатки устройства: фторопластовые уплотнения и изоляторы не .позволяют получить сверхвысокий вакуум; конструкция кассеты не позволяет производить повороты каждого образца при его исследовании относительно экрана, что исключает возможность исследования отдельных кристаллографических граней образца в автономном или автоэлектронном микроскопе.

Цель изобретения - повышение, качества исследований путем обеспече0 ния возможности поворота каждого образца вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, проходящих через вершину- образца, и сохранения сверхвысокого вакуума при смене образцов.

15 Это достигается тем, что в кассете для автоэлектронного микроскопа держатели образцов, выполненные в виде изолированных друг от друга секторовгчерез сапфиритовую пластинку

20 контактируют с теплопроводом и закреплены на основании кассеты, в котором выполнены пазы для точной фиксации основания пружинным фиксатором, на основании жестко насажена шестерня,

25 зацепляемая с шестерней с закреплен. ным на ней упором для расфиксации кассеты, причем шестерня с упором с помощью вала связана с сильфоном, вакуумно плотно прикрепленным к корпусу камеры.

На фиг,1 изображена кассета, частичный разрез, вид сверху; на фиг.2 сечение А-А на фш.1.

На чертеже указаны следующие детали конструкции : образец 1, вольф рамовая дужка 2, винты 3, держатели образцов 4, теплопровод 5,.стягиваю1«ий винт б, керамическая шайба 7, паз 8, фиксирующее коромысло 9, скоба 10, электрический контакт 11, шариковый под тлпккк 12, обойма подшипника 13, основание кассеты 14, паз основании кассеты 15, изолирукидая пластинка из сапфирита 16, пружина 17, выточка для.запрессовки гибкого теплопровода 18, шестерня 19, сегментная шестерня 20, вал 21, металличег кий сильфон 22, корпус камеры или фланца 23, ось вращения вала 24, упор 25. .

В предлагаемой кассете шесть образцов 1, приваренных к дужкам 2, закрепляются винтами 3 в держателях 4, которые представляют собой секторы, изолированные друг от друга вакуумньлм промежутком. Для обеспечения хорошего охлаждения теплопровод 5, вьлполненный из серебра или серебряного припоя прижимается к держателям 4 через тонкую пластинку ;jl 6 из сапфирита, обладающего большой теплопрс водностью. В верхней части теплопровода 5 сделана специальная выточка 1 для запрессовки гибких проводников, соединенных с сосудом Дьюара. Для обеспечения хорошего теплового контакта держателя 4 образцов и теплопровода 5 они приворачиваются к основанию 14 кассеты и стягиваются между собой шестью винтами 6. Для электрической изоляции поверх держателей образцов положена шайба 7 из керамики. От держателей образцов винты лзолированы вакуумными промежутками. Электрические гибкие провода в изолнции из керамических трубок от электрических вводов, выполненных в камеры или во фланце, присоединяются к специальным контактам 11, приваренным к держателям 4.

Основание 14 кассеты может свобод но вращйться в подшипнике вращения 12 через обойму 13, закрепленную на скобе 10, которая связана с вводои вращения. Ось вращения (0-0) скобы 10 проходит через вершину образца 1. Для фиксации образца в рабочем положении служат пазы 15 в основании 14, выполненные между держателями каждого образца. Фиксирование производится коромыслом 9 с помощью пружины 17 которая закреплена в пазу 8 скобы 10 На ось основания 14 кассеты жестко насажена шестерня 19, которая может приводиться в зацепление сшестернеЯ 20 с радиусом кривизны R . равным расстоянию от вершины образца до места зацепления- шестерен 19 и 20. Шестерня 20 .жестко закреплена на

валу 21, приваренному к сильфону 22 который, в свою очередь, приварен к корпусу камеры или фланцу 23. Бал 21 может поворачиваться вокруг оси 24, обеспечивая качательное движение шеи стерни 20. Упор 25, укреплённый на шестерне 20, предназначен для поворота коромысла 9, фиксирующего положение основания 14 кассеты.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем положении шестерни 19 и 20 расцеплены, основание кассеты зафиксировано коромыслом 19.Скоба 10 обеспечивает свободное вращение об.f разца вокруг проходящей через его вершину оси (O-OJ.

При смене образца основание кассеты возвращается в горизонтальное положение. Вал 21 при помощи сильфона 22 отклоняется от оси 24 и приводит

в зацепление шестерни 19 и 20.

При этом упор 25, поворачивая коромысло 9, расфиксирует основание 14 кассеты. Далее производится поворот скобы 10 вокруг оси N - N ,что приводит к обкатыванию шестерни 19 по шестерне 20 и, как следствие, повороту основания 14. кйссеты. Упор 25 сходит с коромысла, которое защелкивается в паз 15, как только основание 14 повернется на угол бО по отношению к первоначальному положению. После этого шестерня 20 отводится в исходное положение, а скоба 10 поворачивается вокруг оси N - N в обратную сторону до исходного положения.

В данном устройстве кассета кинематически связана с шестерней, закрепленной относительно корпуса камеры только в момент поворота образца, поэтому выставленный образец можно

ориентировать любым образом по отношению к экрану микроскопа, что дает возможность применять данную конструкцию в приборах с зондовыми отверстием, а также для детального исследования отдельных кристаллографических граней в обычных автоионных или автоэлектронных микроскопах. Конструкция позволяет работать в условиях сверхвысокого вакуума с одновременным охлаждением образцов до криогенных температур и возможностью прогрева их электрическим током для о истки поверхности острия.

Формула изобретения

Поворотная кассета для образцов автоионногО-автоэлектронного микроскопа, содержащая основание, держатели образцов, теплопровод, привод

с сильфонным уплотнением, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества исследований путем обеспечения возможности поворота каждого образца вокруг двух взаимно

перпендикулярных осей, проходящих

через вершину образца, и сохранения сверхвысокого вакуума при смене образцов, держатели образцов, выполненные в виде изолированных друг от друга секторов, через сапфиритовую пластинку контактируют с теплопроводом и закреплены на основании кассеты, в котором выполнены пазы для точной фиксации основания пружинным фиксатором, на основании жестко насажена шестерня, зацепляемая с шестерней с закрепленным на ней упором для расфиксации кассеты, причем шестерня с упором с помощью вала -связана с сильфоном, вакуумно плотно прикрепленным к корпусу камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Jona F., Wendt Н. R. Sample for diffraction and other studies in uEtra high vacuum. Rev . Sc I , t nstrum, 1969,40,9, 1172-1173.

2. Гарбер Р.И.,Чечельницкий г.Г. Автоионный микроскоп. Приборы и эксперимента, 1970, № 3, 237-239 (прототип).

321

-25

V////-/ c

20