一种扫描电镜样品台的制作方法

1.本实用新型涉及扫描电镜，尤其涉及一种扫描电镜样品台。


背景技术：

2.扫描电镜即扫描电子显微镜，是当今新材料分析技术中的一种重要仪器，具有放大倍数可调范围宽、成像分辨率高、景深大等特点，被广泛应用于冶金学、材料学、生物学、医学等领域，极大地推动了各相关领域科学研究的发展。
3.样品台是扫描电镜的关键部件之一，用于承载样品，并通过电子系统成像表征样品的局部特征。由于扫描电镜自身结构特征，利用扫描电镜观察样品时，样品需要稳定在样品台上表面。
4.利用扫描电子显微镜观察粉体样品，尤其是粒径为微米级、亚微米级、纳米级粉体颗粒时，如果利用导电胶将粉体直接固定在样品台上进行观察，粉体团聚严重，无法清晰观察样品形貌。因此，一般是将粉体与无水乙醇混合形成混合液并置于小型封口试管中，超声震荡混合均匀后使用滴管将混合液滴到小块硅片上，晾干后硅片表面即带有粉体样品且不团聚；然后，在样品台上粘上导电胶带，用摄子将带粉末样品的硅片移到导电胶带上面，并用摄子将硅片边缘压紧；再将样品台放置于扫描电镜配置的托架内，用扫描电镜对样品进行观察。该方法存在如下问题：
5.(1)使用硅片存在的问题：所需硅片尺寸较小，需先将大块硅片(商用硅片一般为直径60mm的圆片)切割成小块，清洗后泡在无水乙醇中待用；用摄子将硅片夹紧后移动时极易掉落；硅片放置在样品台上时不能保证排列整齐，易出现位置及编号记录错误的问题；操作人员直接接触硅片易划伤手指；硅片使用后不易收集；硅片很难重复使用，造成硅片浪费。
6.(2)制样流程繁琐：每个样品采用的流程为：a.将混合液滴在硅片上；b.标记样品对应的硅片编号；c.在烘箱中烘干溶剂；d.将硅片按顺序逐个黏贴在样品台上；c.检测结束后拆除所有硅片和导电胶，清洗样品台。因此，制样流程繁琐，尤其是当样品数量较大时制样效率很低。
7.(3)样品台使用率低，影响效率：样品台面积固定，若使用硅片负载样品再黏贴，可放置样品数目少，例如，常规样品台面积约78.5cm2，最多可放置约15
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20个样品，大批量检测时，效率会很低。
8.(4)耗材成本高：每个样品都需要使用导电硅片和导电胶，且耗材不可重复使用，导致成本高，尤其当样品检测量较大时造成很大浪费。
9.因此，利用该方法对粉体样品进行观察时存在流程繁琐，耗时耗力，工作效率低的问题。为此，科技工作者对样品台进行改造以提升制样效率与检测功能。例如，专利文献cn209298059u公开了一种观察粉体的扫描电镜用样品台，包括呈桶状的台体与设有凸起的硅板，硅板通过凸起与台体上部的内壁采用插入式过盈配合安装在一起，硅板设有凹槽，凹槽内设有渗液孔，台体的侧面底部设有液体流失孔。该样品台可同时观察多个样品，无需使
用导电胶带。但是，硅板设置凸起、凹槽以及渗液孔，造成硅板结构复杂，制作难度大，增加了制作成本；并且，凹槽内设置渗液孔，当混合液滴加到凹槽内时如果滴落在渗液孔位置，则液体经渗液孔流出而无法在凹槽底部形成粉体样品；同时，渗液部分容易产生污染。


技术实现要素：

10.针对上述技术现状，本实用新型提供一种扫描电镜样品台，具有结构简单、易制作，适用于粉体样品测量。
11.本实用新型提供的技术方案是：
12.一种扫描电镜样品台，如图1、2所示包括样品台本体1，其特征是：
13.还包括设置在样品台本体1上方的金属层2，金属层2的下表面与样品台本体1的上表面相接触；
14.金属层2设置若干孔洞3，所述孔洞3贯穿金属层2的厚度，与样品台本体1的上表面形成一端开口的槽结构，其开口端为金属层2的上表面，槽结构的底部为样品台本体1的上表面；
15.或者，自金属层2的上表面至下表面方向设置若干一端开口的槽4，其开口端为金属层2的上表面，所述槽4的深度小于金属层2的厚度。
16.所述金属层可以与样品台本体一体化，也可以是与样品台本体可分离的结构。
17.所述样品台本体的结构不限，优选为柱体结构，其横截面形状不限，可以是矩形、圆形、椭圆形，以及其他多边形等。
18.作为优选，各孔洞3形成规则排列。
19.作为优选，各孔洞3的形状相同，尺寸相同。
20.作为优选，各槽4形成规则排列。
21.作为优选，各槽4的形状相同，尺寸相同。
22.作为优选，所述孔洞直径为3
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5mm直径。
23.作为优选，所述槽的深度为2
‑
3mm。
24.所述金属层材料不限，包括铜、镍、铁、铝、合金等。
25.本实用新型的扫描电镜样品台的制备方法不限，作为一种实现方式，包括如下步骤：
26.(1)制作金属层；
27.(2)如图3所示，在金属层的上表面涂覆光刻胶，利用模板法，通过紫外光照射去除部分光刻胶，然后通过酸刻蚀去除部分金属，获得所述孔洞，然后剥离光刻胶；或者，利用机械方法在金属层表面制作所述孔洞；
28.如图4所示，在金属层的上表面涂覆光刻胶，利用模板法，通过紫外光照射去除部分光刻胶，然后通过酸刻蚀，去除部分金属，控制刻蚀厚度小于金属层厚度，获得所述槽，然后剥离光刻胶；或者，利用机械方法在金属层表面制作所述槽。
29.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
30.(1)样品台本体上设置金属层，当金属层设置孔洞，与样品台本体的上表面形成槽结构，测量粉体样品时粉体与溶剂混合形成混合液少量滴入该槽结构中，溶剂挥发后得到粉体样品，具有结构简单，制作简单，成本低，可一次性得到多个粉体样品，并且当金属层与
样品台本体可分离时，可以更换金属层，而样品台本体经清洗后能够重复使用，降低了成本；
31.(2)样品台本体上设置金属层，当金属层的上表面至下表面方向设置槽，其开口端为金属层的上表面，并且槽的深度小于金属层的厚度，测量粉体样品时粉体与溶剂混合形成混合液少量滴入该槽结构中，溶剂挥发后得到粉体样品，具有结构简单，制作简单，成本低，可一次性得到多个粉体样品；并且，当金属层与样品台本体可分离时，可以更换金属层，而样品台本体由于未接触粉体因此可直接重复使用，进一步简化了操作，降低了成本。
附图说明
32.图1是本实用新型中扫描电镜样品台局部的一种结构示意图。
33.图2是本实用新型中扫描电镜样品台局部的另一种结构示意图。
34.图3是本实用新型实施例1中扫描电镜样品台的制备过程示意图。
35.图4是本实用新型实施例2中扫描电镜样品台的制备过程示意图。
36.图5是实施例1与实施例2中的扫描电镜样品台的俯视图。
37.图1
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3中的附图标记为：样品台本体1，金属层2，孔洞3，槽4。
具体实施方式
38.下面结合实施例与附图对本实用新型进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
39.实施例1：
40.本实施例中，扫描电镜样品台包括样品台本体1以及设置在样品台本体上方的金属层2，金属层2的下表面与样品台本体1的上表面相接触。金属层2设置若干孔洞3，如图1所示，每个孔洞3贯穿金属层2的厚度，与样品台本体1的上表面形成一端开口的槽结构，其开口端为金属层2的上表面，槽结构的底部为样品台本体1的上表面。
41.本实施例中，样品台本体为圆柱体结构，金属层与样品台本体可分离，各孔洞形成如图5所示的规则的阵列排布，每个孔洞结构相同，尺寸相同，是直径为5mm的圆柱结构，金属层厚度为2mm。
42.本实施例中，样品台制备方法如下：
43.(1)将金属层置于样品台本体上方，金属层的下表面与样品台本体1的上表面相接触；
44.(2)如图3所示，在金属层的上表面涂覆光刻胶，利用模板法，通过紫外光照射去除部分光刻胶，然后通过酸刻蚀去除部分金属，获得孔洞3，然后剥离光刻胶。
45.利用该扫描电镜样品台测量粉体样品时，粉体与溶剂混合形成混合液，将少量混合液滴入孔洞与样品台本体的上表面形成的槽结构中，溶剂挥发后得到粉体样品进行测量。测量后去掉金属层，进行清洗后可重复使用，样品台本体经清洗后可重复使用。
46.实施例2：
47.本实施例中，扫描电镜样品台包括样品台本体1以及设置在样品台本体1上方的金属层2，金属层2的下表面与样品台本体1的上表面相接触。如图2所示，自金属层2的上表面至下表面方向设置若干一端开口的槽4，其开口端为金属层2的上表面，并且槽4的深度小于
金属层2的厚度。
48.本实施例中，样品台本体1为圆柱体结构，金属层2与样品台本体1可分离，各槽4形成如图5所示的规则的阵列排布，每个槽结构相同，尺寸相同，是直径为5mm的圆柱结构，金属层厚度为5mm，槽深度为2.5mm。
49.本实施例中，样品台制备方法如下：
50.(1)将金属层置于样品台本体上方，金属层的下表面与样品台本体的上表面相接触；
51.(2)如图4所示，在金属层的上表面涂覆光刻胶，利用模板法，通过紫外光照射去除部分光刻胶，然后通过酸刻蚀去除部分金属，控制刻蚀深度，获得所述槽，然后剥离光刻胶。
52.利用该扫描电镜样品台测量粉体样品时，粉体与溶剂混合形成混合液，将少量混合液滴入槽中，溶剂挥发后得到粉体样品进行测量。测量后金属层进行清洗后可重复使用，样品台本体可直接重复使用。
53.实施例3：
54.本实施例中，扫描电镜样品台结构与实施例1中基本相同，所不同的是金属层与样品台本体一体化。
55.本实施例中，样品台制备方法如下：
56.(1)在样品台本体上方通过磁控检测制备金属层；
57.(2)利用机械方法在金属层表面制作所述孔洞。
58.利用该扫描电镜样品台测量粉体样品时，粉体与溶剂混合形成混合液，将少量混合液滴入孔洞与样品台本体的上表面形成的槽结构中，溶剂挥发后得到粉体样品进行测量。测量后清洗该样品台后可重复使用。
59.实施例4：
60.本实施例中，扫描电镜样品台结构与实施例2中基本相同，所不同的是金属层与样品台本体一体化。
61.本实施例中，样品台制备方法如下：
62.(1)在样品台本体上方通过磁控检测制备金属层；
63.(2)利用机械方法在金属层表面制作所述槽。
64.利用该扫描电镜样品台测量粉体样品时，粉体与溶剂混合形成混合液，将少量混合液滴入孔洞与样品台本体的上表面形成的槽结构中，溶剂挥发后得到粉体样品进行测量。测量后清洗该样品台后可重复使用。
65.以上所述的实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。