定义地可切换的且磁性的保持设备制造技术

一种特别地用于扫描探针显微镜(1)的、用于可拆卸地保持磁性的试样固定器(52)或者试件(6)的保持设备(50)，其中保持设备(50)包括用于接收磁性的试样固定器(52)或者试件(6)的接收装置(54)、磁场引导装置(56)以及磁场切换装置(58)，其中磁场引导装置设置为在保持模式中将用于施加磁保持力的磁场引导至用于保持容纳在接收装置(54)中的磁性的试样固定器(52)或者试件(6)的接收装置(54)，而磁场切换装置设置为，在磁场引导装置(56)和磁场切换装置(58)之间的至少两种相对布置之间进行切换，以便选择性地设定保持模式或者释放模式，其中在释放模式中，磁性的试样固定器(52)或者试件(6)被释放，以从接收装置(54)上取下。

A definition of switchable and magnetic retention equipment

A retaining device (50) for a scanning probe microscope (1) for removable magnetic retention of a specimen holder (52) or a specimen (6), wherein the retaining device (50) includes a receiving device (54) for receiving a magnetic specimen holder (52) or a specimen (6), a magnetic Field Guide (56), and a magnetic field switching device (58), and a device (50). The magnetic field guide device is set up to guide a magnetic field for applying magnetic retention force in the holding mode to a receiving device (52) or a specimen (54) for holding a magnetic specimen holder (52) or a specimen (6) accommodated in the receiving device (54), and the magnetic field switching device is set as between the magnetic field guide device (56) and the magnetic field switching device (58). Few of the two relative arrangements are switched to selectively set the holding mode or release mode, in which the magnetic sample fixer (52) or the specimen (6) is released to take off from the receiving device (54).

【技术实现步骤摘要】
定义地可切换的且磁性的保持设备
本专利技术涉及一种保持设备、一种扫描探针显微镜以及一种用于可拆卸地保持扫描探针显微镜的磁性的试样固定器或试件的方法。
技术介绍
原子力显微镜(AtomicForceMicroscope(原子力显微镜)，ATF)主要有助于表面的横向或者说竖直高分辨率的研究(特别是表面的地形研究)。在此，具有纳米级小针(也被称为测量探头尖或测量探针探头尖)的测量探针(例如悬梁臂，其也被称为悬臂)被引导过(即扫描或者说读出)表面，并且基于悬臂与表面的交互作用探测悬臂的偏转。根据试样的表面特性，根据位置地记录悬臂的偏转或者说记录探针的跟踪。可以电容性地(特别是压电地)或者借助于光学传感器测量悬臂或者说探头尖的偏转。该方法使得高达原子级分辨率的试样表面的结构研究成为可能。能够极精确地设定悬臂到待研究试样的表面的距离。因此，能够实现例如接触模式(contactmode)、非接触模式(noncontactmode)、扫描AFM模式(TappingMode(轻敲模式))等的不同测量方法。在US5,406,832A中描述了AFM的构造。出于试样准备的目的，应该用原子力显微镜测量的试件被放置在试样固定器上。该试样固定器随即连同试件被固定在测量仪中。在测量开始前，试件或者说试样固定器需要固定在保持设备的接收装置上。此类程序常规上是昂贵的。US8,302,456B2公开了一种用于AFM的试样固定器或者说传感器固定器，通过该试样固定器或者说传感器固定器能够测量特别小的结构。用于真空抽吸的示例被用于Keysight销售的设施5600LSAFM中。根据JP2003-329562A，试样固定器包括固定的部分和能驶入或者说驶出的永磁体，其借助于弹簧和卡口式连接件样式得以固定。US5,260,577公开了一种试样模盒，其借助于多个磁铁固定在位于其上的板上。EP0,373,742B1具有试样平台上的试样，其反过来位于辅助平台上。可转动的磁铁围绕其各自轴线偏转90°地位于两个平台中。固定方式的另一常规变体是测量仪中铁磁的试样固定器和一个或多个永磁体的组合。该解决方案的缺点在于，用户被迫通过施加相当大的人力，以对抗起作用的磁力，来将试样固定器拉出测量仪。这导致在扫描探针显微镜的敏感部件以及敏感且小的试件的范围内的损坏危险并且并非使用友好的。
技术实现思路
当前专利技术的目的在于，完成快速、简单、错误可靠地且精确地进行试件到扫描探针显微镜上的安装的可能性。该目的通过具有根据独立权利要求的特征的主题得以实现。进一步的实施例示出在从属权利要求中。根据当前专利技术的一种实施例，完成了一种(特别地用于扫描探针显微镜或者用于另一测量仪的)用于可拆卸地保持磁性的试样固定器(其也能够被称为试样模盒)或者磁性的试件的保持设备，其中磁性的试样固定器也即具有磁性材料(特别是铁磁材料、亚铁磁材料、顺磁材料和/或永磁材料)或者由此构成的试样固定器，而磁性的试件也即具有磁性材料(特别是铁磁材料、亚铁磁材料、顺磁材料和/或永磁材料)或者由此构成的试件(在这种情况下，在没有试样固定器时也可以安装试件)，其中保持设备包括用于接收磁性的试样固定器或者磁性的试件的接收装置(例如安装板的使用或者凹处)、磁场引导装置以及磁场切换装置，其中磁场引导装置设置为在保持模式中将用于施加磁保持力的磁场引导至用于保持容纳在接收装置中的磁性的试样固定器或者试件的接收装置，而磁场切换装置设置为，在磁场引导装置和磁场切换装置之间的至少两种相对布置之间进行切换，以便选择性地设定保持模式或者释放模式，其中在释放模式中，磁性的试样固定器或者试件被释放，以从接收装置上取下。例如也可以通过保持设备的朝向试样固定器或者说试件的面形成接收装置。根据当前专利技术的另一实施例，提供了一种用于借助于扫描地感测试件的表面来确定关于试件的表面信息的扫描探针显微镜，其中扫描探针显微镜包括用于保持试件的磁性的试样固定器或者无试样固定器的磁性的试件，以及具有上述用于可拆卸地保持磁性的试样固定器或者试件的特征的保持设备。根据另一示例性实施例，完成了一种用于可拆卸地保持磁性的试样固定器或磁性的试件(特别是扫描探针显微镜)的方法，其中在该方法中，磁性的试样固定器或者试件容纳在接收装置上，用于施加磁保持力(特别是吸引的磁保持力)的磁场在保持模式中借助于磁场引导装置被引导至用于保持容纳在接收装置中的磁性的试样固定器或者试件的接收装置，并且在磁场引导装置和磁场切换装置之间的至少两种相对布置中从一个相对布置向另一个相对布置进行转换，以便从保持模式设定至释放模式，在释放模式中，磁性的试样固定器或者试件被释放，以从接收装置上取下(特别地通过完全或者至少很大程度上在接收装置处消除磁力，或者通过将在保持模式中吸引的磁力转换为在释放模式中排斥的磁力)。在当前申请的框架下，术语“磁场引导装置”理解为至少部分地为磁性的结构，其(特别地由于其成型和/或材料组合)能够以可预设的方式在空间上引导(例如由磁场切换装置)提供的磁场，即以定义的方式影响该磁场的磁力线的路径、趋势方向或者轨道。在此，磁场引导装置可以设计为，在保持模式中，将磁力线引导穿过接收装置，并且在释放模式中，将磁力线引离接收装置。在当前申请的框架下，术语“磁场切换装置”理解为至少部分地为磁性的结构，其(特别地由于其成型和/或材料组合)能够产生由磁场引导装置在空间上引导的磁场，并且在(至少两个)不同的切换状态中设定磁性场力线的引导路径，其中不同的切换状态特别地配属于整个磁场切换装置或者磁场切换装置的一部分的不同位置。在当前申请的框架下，术语“相对布置”特别地理解为，一方面磁场引导装置(整体抑或其单个部件)与另一方面磁场切换装置(整体抑或其单个部件)之间的相对空间布置。特别地，在上下文中，相对布置可以理解为，磁场引导装置关于磁场切换装置的相对位置或者说磁场引导装置关于磁场切换装置的相对定向。但是，也可以通过将磁场引导装置或者磁场切换装置的部件相对于磁场引导装置或者磁场切换装置的对应剩余部分以及相对于磁场引导装置和磁场切换装置中的相应另一个来运动，改变磁场引导装置和磁场切换装置之间的相对布置，以有选择地设定保持模式或释放模式。在当前申请的框架下，术语“切换”特别地理解为，从一个恰当定义的切换状态过渡至另一恰当定义的切换状态。因此，在上下文中，术语“切换”不仅理解为从一种运行模式到另一运行模式的无级过渡，还理解为其定义的且不连续的过渡。在当前申请的框架下，术语“扫描探针显微镜”特别地理解为一种显微镜，对于该显微镜，不通过光学或者电子光学的成像(即在使用透镜的情况下)，而是经由测量探针与试件的交互作用，来产生试件的图像或其它表面信息。借助于该测量探针，在扫描过程中，逐点地探测待研究的试样表面。为每个单独的点产生的测量值随后可以组合成图像或者以另外的方式进行评估。根据本专利技术的一种示例性实施例，完成了一种保持设备，其能够定义地在磁场切换装置和磁场引导装置之间的至少两个恰当定义的相对布置之间切换。在对应于保持模式的第一相对布置中，一方面接收装置上的磁性的试样固定器或试件以及另一方面磁场引导装置和磁场切换装置的组合形成将试样稳固地固定在接收装置上的磁保持机构。在对应于释放模式的第二相对布置中，此类磁力尽可能地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特别地用于扫描探针显微镜(1)的、用于可拆卸地保持磁性的试样固定器(52)或者试件(6)的保持设备(50)，其中所述保持设备(50)包括：接收装置(54)，所述接收装置用于接收磁性的所述试样固定器(52)或者所述试件(6)；磁场引导装置(56)，所述磁场引导装置设置为在保持模式中将用于施加磁保持力的磁场引导至所述接收装置(54)，所述接收装置用于保持容纳在所述接收装置(54)中的磁性的所述试样固定器(52)或者所述试件(6)；磁场切换装置(58)，所述磁场切换装置设置为，在所述磁场引导装置(56)和所述磁场切换装置(58)之间的至少两种相对布置之间进行切换，以便选择性地设定所述保持模式或者释放模式，其中在所述释放模式中，磁性的所述试样固定器(52)或者所述试件(6)被释放，以从所述接收装置(54)上取下。

【技术特征摘要】
2016.10.18 AT A50941/20161.一种特别地用于扫描探针显微镜(1)的、用于可拆卸地保持磁性的试样固定器(52)或者试件(6)的保持设备(50)，其中所述保持设备(50)包括：接收装置(54)，所述接收装置用于接收磁性的所述试样固定器(52)或者所述试件(6)；磁场引导装置(56)，所述磁场引导装置设置为在保持模式中将用于施加磁保持力的磁场引导至所述接收装置(54)，所述接收装置用于保持容纳在所述接收装置(54)中的磁性的所述试样固定器(52)或者所述试件(6)；磁场切换装置(58)，所述磁场切换装置设置为，在所述磁场引导装置(56)和所述磁场切换装置(58)之间的至少两种相对布置之间进行切换，以便选择性地设定所述保持模式或者释放模式，其中在所述释放模式中，磁性的所述试样固定器(52)或者所述试件(6)被释放，以从所述接收装置(54)上取下。2.根据权利要求1所述的保持设备(50)，其中所述磁场切换装置(58)包括用于产生所述磁场的磁铁(76)，特别是永磁体。3.根据权利要求1或2所述的保持设备(50)，其中所述磁场引导装置(56)包括能够磁化的材料，特别是铁磁材料，或者由其构成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的保持设备(50)，其中在所述释放模式中，所述磁场被引离所述接收装置(54)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的保持设备(50)，其中所述磁场切换装置(58)被设置为，借助于所述磁场切换装置(58)的至少一部分的纵向运动，特别是借助于线性运动，在至少两种所述相对布置之间切换。6.根据权利要求1至5中任一项所述的保持设备(50)，其中所述磁场切换装置(58)被设置为，纯机械地在至少两种所述相对布置中进行切换。7.根据权利要求1至6中任一项所述的保持设备(50)，其中所述磁场引导装置(56)和所述磁场切换装置(58)被设置为，在所述释放模式中关断在所述保持模式中起作用的、用于将容纳在所述接收装置(54)中的磁性的所述试样固定器(52)或所述试件(6)保持在所述接收装置(54)中的磁保持力。8.根据权利要求1至7中任一项所述的保持设备(50)，其中所述磁场引导装置(56)和所述磁场切换装置(58)被设置为，在所述保持模式中，穿过所述接收装置(54)上的所述试样固定器(52)或所述试件(6)形成磁场力线(98)，并且在所述释放模式中，穿过替换路径延展地形成磁场力线(98)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的保持设备(50)，其中所述磁场引导装置(56)和所述磁场切换装置(58)被设置为，在所述保持模式中，穿过所述接收装置(54)上的所述试样固定器(52)或者所述试件(6)形成磁性锁，并且在所述释放模式中，在所述接收装置(54)上的所述试样固定器(52)或者所述试件(6)旁形成替换的磁性锁。10.根据权利要求1至9中任一项所述的保持设备(50)，其中所述磁场切换装置(58)被设置为磁通量的来源，其磁通量能够借助于在至少两种所述相对布置之间的切换而被引导通过两个不同的磁路径，所述磁路径借助于所述磁场引导装置(56)进行定义。11.根据权利要求10所述的保持设备(50)，其中所述磁场引导装置(56)和所述磁场切换装置(58)被设置为，在至少两种所述相对布置之间进行转换的过程中，两个所述磁路径的磁阻总和基本上恒定。12.根据权利要求1至11中任一项所述的保持设备(50)，其中至少两种所述相对布置中的至少一个配属于所述磁场切换装置(58)的所属止挡位置，所述止挡位置在所述磁场引导装置(56)内部的空隙(62)的分界壁处。13.根据权利要求1至12中任一项所述的保持设备(50)，包括：预紧装置(64)，特别是弹簧，所述预紧装置被设计用于将所述磁场切换装置(58)机械地预张紧至至少两种所述相对布置中的一个，特别是预张紧至所述保持模式。14.根据权利要求1至13中任一项所述的保持设备(50)，其中所述磁场引导装置(56)包括具有空隙(62)的特别...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺伯特·拉思，丹尼尔·科勒，
申请(专利权)人：安东帕有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT