專利名稱：一種熱驅(qū)動(dòng)變形透射電鏡載網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于納米器件領(lǐng)域，具體涉及一種熱驅(qū)動(dòng)變形透射電鏡載網(wǎng)。
背景技術(shù)：
由于透射電鏡極高的分辨能力，可以提供納米尺度甚至原子尺度的信息， 是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的有力工具，它在物理，化學(xué)，材料科學(xué)，生命科學(xué)等 領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，特別是在目前發(fā)展迅速的納米科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域，是最
為有力的研究工具之一。透射電鏡載網(wǎng)是用來(lái)支撐被;險(xiǎn)測(cè)的樣品，目前最常 用的透射電鏡載網(wǎng)的骨架一般為銅網(wǎng)，而銅網(wǎng)上布有非晶碳支持膜。 一般而 言，這些載網(wǎng)只能承載被檢測(cè)的樣品，透射電子顯微鏡只能觀測(cè)分布在這些 載網(wǎng)上的樣品的靜態(tài)組織結(jié)構(gòu)，不能利用這些載網(wǎng)對(duì)樣品進(jìn)行操縱，實(shí)行動(dòng) 態(tài)原位檢測(cè)。隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS, micro electromechanical system) 和纟內(nèi)才幾電系統(tǒng)(NEMS, nano electromechanical systerm)的發(fā)展，只于于單才艮納 米線或薄膜在外力作用下力學(xué)性能研究顯的尤為迫切，但是由于單根納米線 或薄膜結(jié)構(gòu)細(xì)小，難于操縱，在透射電鏡中如何對(duì)單根納米線或納米薄膜樣 品進(jìn)行固定和原位變形，從納米尺度和原子層次揭示納米材料在外力作用下 變形機(jī)制，和尺寸效應(yīng)成為擺在研究人員面前的難題。目前在透射電鏡中由 于受到樣品臺(tái)與極靴極為有限的空間， 一般是l-3mm,在原子尺度分辨率下 對(duì)于單根納米線或納米薄膜的操縱和力學(xué)性能的直接測(cè)量非常困難，文獻(xiàn)中 已經(jīng)報(bào)道的主要有三種方法。
一種是方法報(bào)道于《A卯lied physics letters》2002年80巻第21期， 其主要原理是利用特殊沉積的壓電陶瓷薄膜(PZT)做為載網(wǎng)，將研究的薄膜
沉積在壓電陶資表面，用可以通電的透射電鏡樣品桿將載網(wǎng)和樣品放入透射 電子顯微鏡中，在電場(chǎng)的作用下壓電陶瓷的變形實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的拉伸和壓縮操 作，同時(shí)利用透射電鏡成像系統(tǒng)記錄薄膜的疲勞斷裂變化過(guò)程。該方法樣品 制作過(guò)程較復(fù)雜，由于樣品桿傾轉(zhuǎn)角度的限制(一般只能單軸傾轉(zhuǎn)或雙軸傾
轉(zhuǎn)±5。)，不能在最佳分辨率情況下(高分辨原子尺度)進(jìn)行原位觀察，不 能從根本上了解其變形機(jī)制。
另一種方法分別報(bào)道于《Physics Review Letters畫(huà)5年第94巻236802 頁(yè)和《Nature》2006年439巻281頁(yè)，其主要原理是將掃描隧道顯孩t鏡〗果針 放入透射電子顯微鏡種，利用外接控制系統(tǒng)控制探針運(yùn)動(dòng)來(lái)操縱單根碳納米 管，實(shí)現(xiàn)對(duì)碳納米管的拉伸變形，利用導(dǎo)電的探針實(shí)現(xiàn)了在通電的同時(shí)對(duì)碳 納米管的拉伸，發(fā)現(xiàn)了碳納米管在電流作用下高溫超塑性變形行為和斷裂機(jī) 制。這種方法雖然對(duì)精心設(shè)計(jì)的樣品可以實(shí)現(xiàn)原子分辨，并同時(shí)進(jìn)行拉伸和 通電測(cè)量，但由于較為復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)放入透射電鏡樣品室中，樣品臺(tái)只能 小角度傾轉(zhuǎn)(±5° )或只能單軸傾轉(zhuǎn)(不超過(guò)±20° )，仍然限制了其應(yīng)用 范圍，不利于普及推廣。
第三種方法報(bào)道與《Nano Letters》2007年第第94巻236802頁(yè)和 《Advanced Materials》2006年439巻281頁(yè)，其主要是利用一種特制的碳 膜，利用電子束輻照誘發(fā)破裂的碳膜發(fā)生巻曲，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)分散其上的一維 納米材料的彎曲和拉伸，這種方法可以實(shí)現(xiàn)大角度雙軸傾轉(zhuǎn)，從而可以得到 變形期間原位的高分辨圖像，而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單、成本不高。但是利用電子 束輻照誘發(fā)碳膜的巻曲可控性較差，應(yīng)力的施加及應(yīng)變速率比較難控制，而 且提供的應(yīng)力有限，對(duì)有些強(qiáng)度較大的材料很難進(jìn)行變形。
上述的透射電鏡載網(wǎng)中，前兩種均不能實(shí)現(xiàn)大角度雙傾，對(duì)于大部分需
要在正帶軸下實(shí)時(shí)觀察在外力作用下結(jié)構(gòu)變化的納米材料，其應(yīng)用受到限制。 而第三種方法的可控性較差，并且提供的應(yīng)力有限，許多材料不適合此種方法。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，而提供一種可以實(shí)現(xiàn) 大角度傾轉(zhuǎn)，可控性強(qiáng)的熱驅(qū)動(dòng)變形透射電鏡載網(wǎng)。
本實(shí)用新型所提供的載網(wǎng)，包括骨架(1)和蒸鍍?cè)诠羌?1)上的支持膜(2),其特征在于，還包括金屬薄膜A (3)和金屬薄膜B (4);其中，金 屬薄膜A ( 3 )蒸鍍?cè)谥С帜?2 )之上，金屬薄膜B ( 4 )蒸鍍?cè)诮饘俦∧ (3)之上，且金屬薄膜A (3)的熱膨脹系數(shù)要大于金屬薄膜B (4)的熱膨 脹系數(shù)。
其中，所迷的金屬薄膜A ( 3 )和B ( 4 )的厚度為20 ~ 50nm。為了保證在 較低溫度下實(shí)現(xiàn)較大的彎曲變形，兩種金屬薄膜A (3)和B (4)的比彎曲大 于10/10—6 . °C—1。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
本實(shí)用新型所提供的熱驅(qū)動(dòng)變形透射電鏡載網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)載網(wǎng)薄膜的受 熱變形，載網(wǎng)外形尺寸與現(xiàn)有技術(shù)載網(wǎng)完全一致，可以方便的裝入高分辨透 射電鏡中，可以實(shí)現(xiàn)X, Y兩個(gè)方向大角度傾轉(zhuǎn)(目前商業(yè)化雙傾加熱臺(tái)可以 達(dá)到±30° /±60。)。

圖l、熱驅(qū)動(dòng)變形的透射電鏡載網(wǎng)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例
采用常規(guī)物理蒸發(fā)鍍膜工藝，制作熱驅(qū)動(dòng)變形透射電鏡載網(wǎng)，如圖l所示 熱驅(qū)動(dòng)變形透射電鏡載網(wǎng)包括有骨架(1)和蒸鍍?cè)诠羌?1)上的支持膜(2 ), 支持膜(2 )的上表面依次蒸鍍有金屬薄膜A ( 3 )和金屬薄膜B ( 4 );其中， 金屬薄膜A (3)采用Mn72NilOCul8合金制作，金屬薄膜B (4)采用Ni36Fe64 合金制作，金屬薄膜A (3)的厚度為30nm，金屬薄膜B (4)的厚度為30nm。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型而并非限制本實(shí)用 新型所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照上述的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新 型已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以 對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)
方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種熱驅(qū)動(dòng)變形透射電鏡載網(wǎng)，包括骨架(1)和蒸鍍?cè)诠羌?1)上的支持膜(2)，其特征在于，還包括金屬薄膜A(3)和金屬薄膜B(4)；其中，金屬薄膜A(3)蒸鍍?cè)谥С帜?2)之上，金屬薄膜B(4)蒸鍍?cè)诮饘俦∧(3)之上，且金屬薄膜A(3)的熱膨脹系數(shù)要大于金屬薄膜B(4)的熱膨脹系數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載網(wǎng)，其特征在于，所述的金屬薄膜A ( 3 )的厚 度為20~ 50nm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載網(wǎng)，其特征在于，所述的金屬薄膜B (4)的厚 度為20~ 50nm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載網(wǎng)，其特征在于，所述的金屬薄膜A ( 3)和B (4)的比彎曲大于lO/lO—6 °C—專利摘要一種熱驅(qū)動(dòng)變形透射電鏡載網(wǎng)屬于納米器件領(lǐng)域。本實(shí)用新型擬解決載網(wǎng)只能通過(guò)電子束輻照進(jìn)行變形，且提供應(yīng)力有限的問(wèn)題。本實(shí)用新型所提供的載網(wǎng)包括骨架(1)和蒸鍍?cè)诠羌?1)上的支持膜(2)，其特征在于，還包括金屬薄膜A(3)和金屬薄膜B(4)；其中，金屬薄膜A(3)蒸鍍?cè)谥С帜?2)之上，金屬薄膜B(4)蒸鍍?cè)诮饘俦∧(3)之上，且金屬薄膜A(3)的熱膨脹系數(shù)要大于金屬薄膜B(4)的熱膨脹系數(shù)，二者比彎曲大于10/10^-6·℃^-1。金屬薄膜A(3)和B(4)的厚度為20～50nm。本實(shí)用新型所提供的載網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)X，Y兩個(gè)方向大角度傾轉(zhuǎn)，安裝方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，拓了透射電鏡的功能。
文檔編號(hào)H01J37/20GK201191595SQ200820079780
公開(kāi)日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月7日
發(fā)明者澤 張, 坤 鄭, 韓曉東 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)