一種透射電子顯微鏡電子衍射ccd成像裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種透射電子顯微鏡電子衍射CXD成像功能設備。
【背景技術】
[0002]透射電子顯微鏡(Transmiss1nElectron Microscope，縮寫 TEM)，簡稱透射電鏡，是把經(jīng)加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產(chǎn)生立體角散射(散射角的大小與樣品的密度、厚度相關)，可以形成明暗不同的影像，在放大、聚焦后，最終于成像器件(如熒光屏、膠片、以及感光耦合組件)上顯示出來。
[0003]由于電子的德布羅意波長非常短，透射電子顯微鏡的分辨率比光學顯微鏡高很多，可以達到0.1?0.2nm，放大倍數(shù)為幾萬到上百萬倍。因此，使用透射電子顯微鏡可以用于觀察樣品的精細結構，甚至可以用來觀察一列原子的結構。TEM在物理學和生物毒理學相關的許多科學領域都是非常重要的分析手段。
[0004]電子衍射是指入射電子束相對于晶體原子面的特定角度產(chǎn)生強烈散射的物理過程。在透射電鏡的應用方面，電子衍射是其主要功能之一。現(xiàn)代分析測試技術中，分析物質(zhì)結構，特別是分析表面結構，電子衍射是最重要的方法之一。用電子衍射方法監(jiān)控晶體的生長過程，也十分普遍。同時電子衍射相較X射線衍射其強度更高，電子又極易為物體所吸收，因而電子衍射適合于研究薄膜、大塊物體的表面以及小顆粒的單晶。此外，在研究由原子序數(shù)相差懸殊的原子構成的晶體時，電子衍射較X射線衍射也更優(yōu)越些。在過去幾十年中，電子衍射已成功運用于物相鑒定、測定晶體取向和原子位置以及晶體缺陷、有序無序轉(zhuǎn)變、spinodal分解、磁疇等方面的研究。
[0005]然而，盡管有關電子衍射的應用研究有很多，但實際的應用相較其它的晶體表面分析方法，卻并不見多。其部分原因在于，透射電鏡上電子衍射的數(shù)據(jù)以成像形式獲得，而電子衍射的成像結果基本采用底片拍攝照片。此方法不僅耗時長，不方便，數(shù)據(jù)需要另外掃描成電子版，而且需要專業(yè)的照片暗室操作，一旦操作不當，底片極易曝光，從而造成數(shù)據(jù)的丟失。同時底片室的真空度需要機械栗的維持，機械栗的排氣和噪音對拍照效果也有很大的影響，大大的降低了科研工作效率和工作熱情。有文獻報道，通過微電腦自行控制底片室真空度，降低機械栗排氣和噪音對底片拍照效果的影響，但到目前為止，此項技術并沒有從根本上改變電子衍射數(shù)據(jù)獲取難的問題。盡管科研工作者以及儀器廠商們在電子衍射數(shù)據(jù)獲取方面作出了諸多努力，但如何改變電子衍射結果獲取難的局面，提高工作效率，保證數(shù)據(jù)安全，仍然是一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像裝置，在電子衍射狀態(tài)下，透射電鏡能夠通過CCD (Charge-coupled Device)直接成像，從而節(jié)省數(shù)據(jù)獲得時間，保證數(shù)據(jù)安全性。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的透射電子顯微鏡電子衍射CXD成像裝置，包括:
[0008]一傳動軸，該傳動軸的一端為一擴大部，另一端連接一遮擋部；
[0009]—保護套，固定在真空保護盒的一側(cè)面，保護套和真空保護盒設有一同軸的通孔；
[0010]傳動軸插設在保護套和真空保護盒的通孔內(nèi)，傳動軸的擴大部置于保護套一側(cè)，遮擋部置于真空保護盒一側(cè)；
[0011]真空保護盒與透射電子顯微鏡的鏡筒相連接，遮擋部伸入透射電子顯微鏡內(nèi)部遮擋透射光源。
[0012]其中，真空保護盒與鏡筒連接處設有雙面羅圈氣墊。
[0013]其中，傳動部和遮擋部選用銅材質(zhì)。
[0014]本發(fā)明具有以下效果:
[0015]I)直接利用電鏡鏡筒預留的接口，將遮擋部安裝在電鏡內(nèi)合適的位置，通過遮擋部擋住光能過強的透射光，保留帶有樣品信息的散射光，有效的保護了 CCD的感光元件。
[0016]2)研制費用較購買新型CXD相機降低了一半以上，同時沒有降低普通模式拍照的分辨率；
[0017]3)對原設備基本不改造，節(jié)約了成本。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像裝置結構示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像裝置連接在透射電子顯微鏡的鏡筒的示意圖。
[0020]附圖中符號說明:
[0021]I保護套；2真空保護盒；3傳動軸；31擴大部；4遮擋部；5雙面羅圈氣墊；6電鏡的鏡筒。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明的透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像裝置，利用銅材質(zhì)的遮擋板對電子束中過強透射光的遮擋，保護CCD感光元件不被損毀，帶有電子衍射信號的散射光不被影響，實現(xiàn)對樣品的電子衍射CCD成像。本發(fā)明的透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像功能設備，主要針對側(cè)插型CCD，解決了以往電子衍射成像底片拍照繁瑣，數(shù)據(jù)易丟失的問題，也避免了底片室機械栗噪音對透射電子顯微鏡分辨率的影響，實現(xiàn)了透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像功能。
[0023]以下結合附圖對本發(fā)明作詳細描述。
[0024]如圖1所示，是本發(fā)明的透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像裝置(以下簡稱為成像裝置)結構示意圖。
[0025]本發(fā)明的成像裝置，其主體為一真空保護盒2，該真空保護盒2的兩側(cè)面分別通過螺栓連接保護套I和電鏡的鏡筒6。為保護鏡筒內(nèi)真空不被破壞，在真空保護盒2與鏡筒6相連接部分設有雙面羅圈氣墊5，同時該雙面羅圈氣墊5可以保證傳動軸的定位。
[0026]保護套I與真空保護盒2設有同軸的通孔，傳動軸3插設在通孔內(nèi)。其中傳動軸3的一端為擴大部31，當傳動軸3推入電鏡的鏡筒6時，由保護套I抵頂該擴大部31，以防止由于傳動軸過深地進入鏡筒內(nèi)而造成的損壞。
[0027]傳動軸3的另一端設有遮擋部4，遮擋部4可以設計為方形體。
[0028]請參閱圖2所示，是本發(fā)明的成像裝置連接在透射電子顯微鏡的鏡筒的示意圖。
[0029]—般電鏡廠商會在電鏡的鏡筒上預留出外接儀器安裝口，根據(jù)透射電鏡成像原理，本發(fā)明成像裝置的遮擋部安裝于透射電子顯微鏡放大鏡下面、CCD上面的外接口處，以遮擋透射光源。安裝后，傳動軸、保護套和真空保護盒置于儀器外，遮擋部4置于電鏡內(nèi)部真空系統(tǒng)中。在實際中，對于不同型號的透射電子顯微鏡，需要通過實際測量與實驗對比，得出遮擋部在系統(tǒng)中的具體位置，從而通過保護套控制遮擋部的使用位置。
[0030]本發(fā)明的成像裝置主要用于遮擋能量過大的透射光電子束，根據(jù)物鏡光闌遮擋光斑的原理，采用與物鏡光闌相同的銅材質(zhì)，由于銅材質(zhì)無磁性，不會對電鏡的磁場造成影響，同時用于對透射光的遮擋，避免過強透射光對CCD的損害。
[0031]在實際操作中，本發(fā)明的成像裝置中，傳動軸可以用于電子衍射成像模式和普通模式之間的切換，不影響普通模式的成像和分辨率。
[0032]本發(fā)明的操作過程如下:
[0033]拍照前，將透射電子顯微鏡調(diào)換成電子衍射模式，調(diào)整電鏡參數(shù)，在透射電子顯微鏡熒光屏上進行觀察，以期達到最好效果。
[0034]在電子衍射圖上確定透射光斑點，確定電鏡參數(shù)，將透射光斑點置于熒光屏中心點位置。打開傳動部3，配合保護套I調(diào)整遮擋部4的位置，使透射光正好被遮擋部完全擋住，散射光帶有的電子衍射信號不受影響。真空保護盒2確保了在運行過程中真空系統(tǒng)的穩(wěn)定。調(diào)暗熒光屏，打開(XD，直接拍照成像。
[0035]拍照結束后，保存電子衍射成像結果，使用傳動部3將遮擋部4、保護套I調(diào)回初始狀態(tài)。
【主權項】
1.一種透射電子顯微鏡電子衍射(XD成像裝置，包括: 一傳動軸，該傳動軸的一端為一擴大部，另一端連接一遮擋部； 一保護套，固定在真空保護盒的一側(cè)面，保護套和真空保護盒設有一同軸的通孔； 傳動軸插設在保護套和真空保護盒的通孔內(nèi)，傳動軸的擴大部置于保護套一側(cè)，遮擋部置于真空保護盒一側(cè)； 真空保護盒與透射電子顯微鏡的鏡筒相連接，遮擋部伸入透射電子顯微鏡內(nèi)部遮擋透射光源。2.根據(jù)權利要求1所述的透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像裝置，其中，真空保護盒與鏡筒連接處設有雙面羅圈氣墊。3.根據(jù)權利要求1所述的透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像裝置，傳動部和遮擋部選用銅材質(zhì)。
【專利摘要】一種透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像裝置，包括：一傳動軸，該傳動軸的一端為一擴大部，另一端連接一遮擋部；一保護套，固定在真空保護盒的一側(cè)面，保護套和真空保護盒設有一同軸的通孔；傳動軸插設在保護套和真空保護盒的通孔內(nèi)，傳動軸的擴大部置于保護套一側(cè)，遮擋部置于真空保護盒一側(cè)；真空保護盒與透射電子顯微鏡的鏡筒相連接，遮擋部伸入透射電子顯微鏡內(nèi)部遮擋透射光源。本發(fā)明解決了以往電子衍射成像底片拍照繁瑣，數(shù)據(jù)易丟失的問題，也避免了底片室機械泵噪音對透射電子顯微鏡分辨率的影響，實現(xiàn)了透射電子顯微鏡電子衍射CCD成像功能。
【IPC分類】H01J37/295, H01J37/22
【公開號】CN105575749
【申請?zhí)枴緾N201410617417
【發(fā)明人】黎剛, 張同亮, 楊永健, 李潔, 李紅華, 張慶華
【申請人】中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年11月5日