本发明涉及用于扫描型探针显微镜的试样保持件以及固定部件和用于在该扫描型探针显微镜中固定试样的试样固定方法，所述扫描型探针显微镜通过使探针沿着试样的表面相对移动来进行测量。
背景技术
以往，利用扫描型探针显微镜作为检查试样的微细表面形状的装置。在扫描型探针显微镜中，相对于试样的表面，使探针相对移动而进行扫描，由此在该扫描中，检测作用于探针与试样表面之间的物理量(隧道电流或原子力等)的变化。然后，以扫描中的上述物理量保持恒定的方式对探针的相对位置进行反馈控制，由此基于该反馈量，能够测量试样的表面形状。
在使用这样的扫描型探针显微镜进行试样的观察时，为了防止试样在观察中移动，需要以稳定状态配置试样。从这点出发，例如在被保持在专用的试样容器中的状态下将试样设置在观察位置(例如，参照下述专利文献1)。
在下述专利文献1中记载的固定方法中，将粘接剂涂布于设置在试样容器中的槽，将试样配置在该状态下的试样容器中，由此通过粘接将试样固定于试样容器。然后，将固定了试样的状态的试样容器设置于扫描型探针显微镜的载物台，进行试样的观察。
由此，能够在固定了试样的状态下进行观察。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5510400号公报
技术实现要素：
发明要解决的技术问题
但是，在上述固定方法中，在观察浸泡在溶液中的试样时，存在难以固定试样的不良状况。具体而言，由于试样浸渍在溶液中，所以粘接剂有时会溶解。而且，在这种情况下，无法用粘接剂将试样固定在试样容器上，在观察中试样会移动。其结果，对试样的观察产生不良影响。
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种即使在试样浸渍在溶液中的状态下、也能以稳定的状态保持试样的试样保持件。
用于解决上述技术问题的方案
(1)本发明的试样保持件使用于通过使探针沿着试样的表面相对移动来进行测量的扫描型探针显微镜。所述试样保持件具备：试样容器与固定部件。所述试样容器具有插入口，能够将试样从所述插入口插入至所述试样容器的内部。所述固定部件，从所述插入口插入至所述试样容器的内部，在与所述试样容器的内表面之间夹持并固定试样。所述固定部件通过插入至所述试样容器的内部而使周缘部弹性变形，以该弹力夹持试样，并且形成用于使被夹持的试样的表面露出的开口部。
根据这样的构成，则在试样被插入至试样容器的内部的状态下，若固定部件被插入至试样容器的内部，则固定部件的周缘部弹性变形，在与试样容器的内表面之间通过弹力夹持试样。
因此，即使在试样容器的内部以浸渍在液体中的状态设置试样的情况下，也能够以稳定的状态保持试样。
此外，在固定部件形成用于使试样的表面露出的开口部。
因此，在保持固定了试样的状态的同时，能够经由开口部观察试样。
(2)此外，也可以是，所述固定部件通过折弯其周缘部而形成弹簧板部，所述弹簧板部弹性变形，由此以该弹力夹持试样。
根据这样的构成，能够在固定部件中更简单地构成弹簧板部。
(3)此外，也可以是，所述固定部件在其周缘部形成多个切口，通过所述多个切口形成多个所述弹簧板部。
根据这样的构成，能够在固定部件中更更简单地构成弹簧板部。
(4)本发明的固定部件使用于通过使探针沿着试样的表面相对移动来进行测量的扫描型探针显微镜，是用于在与试样容器的内表面之间夹持并固定试样的固定部件。所述固定部件具备开口部与弹簧板部。所述开口部使被夹持的试样的表面露出。所述弹簧板部通过周缘部的折弯而形成。
(5)此外，也可以是，在所述固定部件中，在周缘部形成多个切口，通过所述多个切口形成多个所述弹簧板部。
(6)本发明的试样固定方法是用于在通过使探针沿着试样的表面相对移动来进行测量的扫描型探针显微镜中固定试样的方法。所述试样固定方法包括试样设置步骤与试样固定步骤。在所述试样设置步骤中，以浸渍在液体中的状态将试样设置在具有插入口的试样容器的内部。在所述试样固定步骤中，从所述插入口将固定部件插入至所述试样容器的内部，并使其浸渍在液体中，在与所述试样容器的内表面之间夹持并固定试样，并且从形成在所述固定部件上的开口部使试样的表面露出。在所述试样固定步骤中，通过将所述固定部件插入至所述试样容器的内部，所述固定部件的周缘部弹性变形，以其弹力夹持试样。
发明效果
根据本发明，在试样被插入至试样容器的内部的状态下，若将固定部件插入至试样容器的内部，则固定部件的周缘部弹性变形，在与试样容器的内表面之间通过弹力夹持试样。因此，即使在试样容器的内部以浸渍在液体中的状态设置试样的情况下，也能够以稳定的状态保持试样。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的试样保持件的构成例的概略图。
图2是示出图1的固定部件的俯视图。
图3是沿着图2的a-a线的剖视图。
图4是用于说明使用了试样保持件的试样的固定方法的图。
图5是示出本发明的第2实施方式的试样保持件的固定部件的俯视图。
图6是示出本发明的第3实施方式的试样保持件的固定部件的俯视图。
图7是示出本发明的第4实施方式的试样保持件的固定部件的俯视图。
图8是示出本发明的第5实施方式的试样保持件的固定部件的俯视图。
具体实施方式
1.试样保持件
图1是示出本发明的第1实施方式的试样保持件的构成例的概略图。
试样保持件1是用于保持在扫描型探针显微镜下观察的试样的部件，具备试样容器2与固定部件3。
试样容器2例如由树脂材料构成。试样容器2形成为下端封闭的圆柱状，在上下方向上延伸。即，试样容器2的上端敞开。试样容器2的上端部的内部空间为插入口21。
固定部件3，是插入至试样容器2内而使用的部件，形成为圆板状。固定部件3的外径比试样容器2的内径稍大。固定部件3的周缘部构成为能够弹性变形。在固定部件3上形成有开口部31。固定部件3的详细构成将在后面描述。
在观察试样时，试样容器2被载置在扫描型探针显微镜的载物台4上。此外，在试样容器2内，与试样s一起配置有固定部件3，进而储存有液体b。在试样容器2内，将试样s以及固定部件3浸渍在液体b中，且在试样s的上方配置有固定部件3。由此，试样s并非暴露在大气中，而是通过固定部件3被固定在试样容器2内。
由此，在保持试样s的试样保持件1被配置在扫描型探针显微镜的载物台4上的状态下，进行试样s的观察。
设置有试样保持件1的扫描型探针显微镜，例如是原子力显微镜(afm:atomicforcemicroscope)，具备载物台4，悬臂5、光源6以及受光部7等。
载物台4，例如在其外周面安装压电元件(未图示)，并且通过对该压电元件施加电压，载物台4适当变形，载物台4上的试样s的位置发生变化。
悬臂5，例如是悬臂支承的长条状部件，在自由端侧的前端部设置有探针。悬臂5(悬臂5的探针)经由固定部件3的开口部31沿着试样s的表面进行扫描。
光源6构成为发射激光。
受光部7，例如是光电二极管等，其构成为接收来自悬臂5的反射光并进行检测。
在扫描型探针显微镜中进行试样s的观察时，在载物台4上设置试样保持件1的状态下，使载物台4适当变形，载物台4上的试样s的位置发生变化。由此，悬臂5的探针相对于试样s的表面相对移动，沿着试样s的表面进行扫描。在该扫描中，作用于探针与试样s的表面之间的原子力发生变化。
此外，由光源6照射激光。来自光源6的光朝向悬臂5的探针。并且，由悬臂5的探针反射的光(反射光)被受光部7受光。
由于悬臂5的探针沿着试样s的表面的凹凸相对移动，所以探针根据凹凸的形状而挠曲。若悬臂5的探针挠曲时，则在受光部7中，对反射光进行受光的位置发生变化。因此，能够基于受光部7的反射光的受光位置的变化，检测在扫描中作用于悬臂5的探针与试样s的表面之间的原子力的变化。而且，基于该原子力的变化，通过载物台4的动作，能够测量试样s的表面形状。
由此，用扫描型探针显微镜观察试样s时，试样s被试样保持件1固定。即，保持试样s被配置于试样容器2内的恒定位置的状态。因此，能够高精度地观察试样s。
2.固定部件的详细构成
图2是示出固定部件3的俯视图。图3是沿着图2的a-a线的剖视图。
固定部件3，例如由pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等的树脂材料构成。固定部件3具备：平板部32与多个弹簧板部33。
平板部32形成为平坦的圆板状。上述开口部31形成于平板部32的中央部。开口部31在俯视状态下呈圆形，在厚度方向上贯通平板部32。开口部31的内径l为平板部32的直径的1/3左右的尺寸，大于扫描型探针显微镜的悬臂5的扫描宽度。具体而言，开口部31的内径l例如为10mm。
弹簧板部33形成为在俯视状态呈矩形的平板状，从平板部32的外周缘朝向外方突出。具体而言，随着弹簧板部33从平板部32的外周缘朝向径向外侧，弹簧板部33以朝向厚度方向一方侧的方式倾斜。如图3所示，沿着弹簧板部33的方向与沿着平板部32的方向所成的角度θ小于90°。如图2所示，多个弹簧板部33沿着平板部32的圆周方向隔开等间隔地配置。各弹簧板部33之间的区域为切口34。
当制作固定部件3时，首先，准备多个弹簧板部33从平板部32的外周缘向水平方向突出的状态(未倾斜状态)的部件。即，准备直径大于平板部32的直径的圆板状的、在其周缘部形成有多个切口34的部件。然后，通过该部件的周缘部(水平方向延伸的弹簧板部33)以角度θ折弯，而制作(构成)固定部件3。
3.用试样保持件固定试样
图4是用于说明使用了试样保持件1的试样s的固定方法的图。
在将试样s固定于扫描型探针显微镜时，用户首先如图4(a)所示，准备试样容器2。
然后，如图4(b)所示，用户从插入口21将试样s以及液体b导入至试样容器2内。即，用户在试样容器2的内部，以浸渍在液体b中的状态设置试样s(试样设置步骤)。此时，用户也可以在试样容器2内配置试样s后，将液体b导入至试样容器2内，此外，也可以在试样容器2内导入液体b后，在试样容器2内配置试样s。
之后，如图4(c)所示，用户使固定部件3从试样容器2的上方朝向下方移动，从插入口21将固定部件3插入至试样容器2的内部。此时，用户将固定部件3插入至试样容器2的内部，直到固定部件3浸渍在液体b中，并且固定部件3的下表面抵接于试样s。
如上所述，固定部件3的外径大于试样容器2的内径。因此，若固定部件3被插入至试样容器2的内部，则首先固定部件3的弹簧板部33与试样容器2的上端部接触。
若从该状态进一步将固定部件3插入至试样容器2的内部，则固定部件3的弹簧板部33因与试样容器2接触而以向上方侧进一步折弯的方式弹性变形。而且，在弹簧板部33弹性变形的状态(进一步折弯的状态)下，固定部件3与试样s接触。固定部件3通过与试样容器2的内壁的摩擦，被固定在试样容器2内。此外，如图1所示，用户将该状态的试样容器2以及固定部件3载置于载物台4上。
由此，试样s通过弹簧板部33的弹力，被夹持在固定部件3(平板部32)与试样容器2(试样容器2的底壁)之间(试样固定步骤)。在该状态下，试样s的表面(上表面)从开口部31露出。
这样，试样s在试样容器2内被浸渍在液体b中的状态下，通过固定部件3的弹力被夹持在固定部件3与试样容器2的底面(内表面)之间。因此，可以不使用粘接剂等，而以浸渍在液体b中的状态固定试样s。
并且，若扫描型探针显微镜的试样s的观察结束时，将固定部件3从试样容器2内拆下。此时，用户例如通过镊子等将固定部件3的弹簧板部33把持并抬起，由此将固定部件3从试样容器2内拆下。即，固定部件3的弹簧板部33也作为用于把持固定部件3的把持部起作用。
这样，固定部件3可容易地将试样s固定在试样容器2内，此外，可容易地从试样容器2拆下。
从试样容器2内拆下的固定部件3，在使用其后的扫描型探针显微镜观察时，可再次作为试样保持件而1使用(可再利用)。另外，根据导入至试样容器2内的液体b的种类不同，试样容器2也可以不再利用而被废弃。
4.作用效果
(1)根据本实施方式，如图1所示，试样保持件1具备试样容器2、固定部件3。固定部件3被插入至配置有试样s的状态的试样容器2内，在与试样容器2的底面之间夹持并固定试样s。此时，固定部件3通过插入至试样容器2的内部使周缘部(弹簧板部33)弹性变形，以该弹力夹持试样s(试样固定步骤)。
因此，即使是在试样容器2的内部，以浸渍在液体b中的状态设置试样s的情况下，通过固定部件3也能以稳定的状态保持试样s。
此外，固定部件3的平板部32形成有用于使试样s的表面露出的开口部31。
因此，能够一边保持固定了试样s的状态，一边经由开口部31观察试样。
(2)根据本实施方式，如图2以及图3所示，固定部件3通过其周缘部折弯而形成弹簧板部33。并且，在固定部件3被插入至试样容器2内插入时，固定部件3的弹簧板部33弹性变形，由此以该弹力夹持试样s。
因此，能够在固定部件3中简单地构成弹簧板部33。
5.第2实施方式
以下，使用图5～图8，对本发明的其他实施方式进行说明。另外，对于与第1实施方式相同的构成以及方法，通过使用与上述相同的附图标记而省略说明。在以下的其他的实施方式中，对能代替固定部件3而使用的固定部件的构成进行说明。以下的各固定部件与固定部件3的形状不同。
图5是示出本发明的第2实施方式的试样保持件1的固定部件10的俯视图。
在第2实施方式的试样保持件1中，使用固定部件10。
固定部件10形成为圆板状。在固定部件10的中央形成有在俯视状态下呈圆形的开口部101。在固定部件10的周缘部102形成有多个切口102a。以沿着径向的方式形成切口102a。多个切口102a在圆周方向上隔开等间隔地配置。
在固定部件10中，周缘部102朝向厚度方向一方侧折弯。像这样地折弯的周缘部102作为弹簧板部起作用。另外，在图5中，表示了在周缘部102折弯前的状态下的固定部件10。
而且，在将固定部件10插入至试样容器2内时，周缘部102以进一步折弯的方式弹性变形。
由此，根据第2实施方式，在固定部件10中，在形成为圆板状的固定部件10的周缘部102形成有切口102a。而且，在固定部件10中，周缘部102朝向厚度方向一方侧折弯，折弯的周缘部102作为弹簧板部起作用。
因此，能够在固定部件10中更简单地构成周缘部102(弹簧板部)。
6.第3实施方式
图6是示出本发明的第3实施方式的试样保持件1的固定部件11的俯视图。
在第3实施方式的试样保持件1中，使用固定部件11。
固定部件11形成为在俯视状态下呈矩形的板状。在固定部件11的中央形成有在俯视状态下呈圆形的开口部111。在固定部件11的周缘部112形成有多个切口112a。以沿着与周缘部112的外缘垂直的方向形成切口112a。多个切口112a，在沿周缘部112的外缘方向上隔开等间隔地配置。
在固定部件11中，周缘部112朝向厚方向一方侧折弯。像这样地折弯的周缘部112作为弹簧板部起作用。另外，在图6中，表示了在周缘部112折弯前的状态下的固定部件11。
而且，在将固定部件11插入至试样容器2内时，周缘部112以进一步折弯的方式弹性变形。
由此，根据第3实施方式，在固定部件11中，在俯视状态下呈矩形的板状的固定部件11的周缘部112形成有切口112a。并且，在固定部件11中，周缘部112朝向厚度方向一方侧折弯，折弯的周缘部112作为弹簧板部起作用。
因此，能够在固定部件11中更简单地构成周缘部112(弹簧板部)。
7.第4实施方式
图7是示出本发明的第4实施方式的试样保持件1的固定部件12的俯视图。
在第4实施方式的试样保持件1中，使用固定部件12。
固定部件12在俯视状态下呈矩形的板状，形成为将边角部切去的形状。在固定部件12的中央形成有在俯视状态下呈圆形的开口部121。在固定部件12的周缘部122的各边角部，形成有切口122a。切口122a形成为在俯视状态下呈矩形。
在固定部件12中，周缘部122朝向厚方向一方侧折弯。像这样地折弯的周缘部122作为弹簧板部起作用。另外，在图7中，表示了在周缘部122折弯前的状态下的固定部件12。
而且，在将固定部件12插入至试样容器2内时，周缘部122以进一步折弯的方式弹性变形。
由此，根据第4实施方式，固定部件12在俯视状态下呈矩形的板状，形成为将边角部切去的形状。并且，在固定部件12中，周缘部122朝向厚度方向一方侧折弯，折弯的周缘部122作为弹簧板部起作用。
因此，能够在固定部件12中，更简单地构成周缘部122(弹簧板部)。
8.第5实施方式
图8是示出本发明的第5实施方式的试样保持件1的固定部件13的俯视图。
在第5实施方式的试样保持件1中，使用固定部件13。
固定部件13形成为在俯视状态下呈矩形的板状。在固定部件13的中央形成有在俯视状态下呈圆形的开口部131。固定部件13的周缘部的一部分即各边角部132，以折弯线132a作为边界朝向厚度方向一方侧折弯。像这样地被折弯的边部132作为弹簧板部起作用。另外，在图8中，表示了在边角部132折弯前的状态下的固定部件13。
而且，在将固定部件13插入至试样容器2内时，边角部132以进一步折弯的方式弹性变形。
由此，根据第5实施方式，在固定部件13中，在俯视状态下呈矩形的板状的固定部件13的边角部132，朝向厚度方向一方侧折弯，折弯的边角部132作为弹簧板部起作用。
因此，能够在固定部件13中，使边角部132作为弹簧板部简单地起作用。
9.变形例
以上的实施方式中，对试样容器2形成为下端封闭的圆柱状的方式进行了说明。但是，试样容器2，也可以形成为下端封闭的方筒状。此外，试样容器2还可以形成为下端封闭的在俯视状态下为椭圆形的筒状。
此外，在以上的实施方式中，对在周缘部预先折弯的状态下将各固定部件插入至试样容器2内的方式进行了说明。但是，各固定部件，也可以在周缘部未折弯的状态下被插入至试样容器2内，从该状态以周缘部挠曲的方式弹性变形。
此外，在以上的实施方式中，对如下的方式进行了说明：在扫描型探针显微镜中，通过使载物台4变形，而使悬臂5以及试样s相对移动。但是，也可以是，在扫描型显微镜中，不使载物台4变形，而使悬臂5相对于试样s移动。
此外，在以上的实施方式中，以固定部件3由pet构成的方式进行了说明。但是，固定部件3也可以是pe(聚乙烯)、ps(聚苯乙烯)等其他树脂。此外，固定部件3不限于树脂，也可以是金属等，例如，在液体b为酸、碱、电解液等的情况下，优选为难以与液体b反应的树脂。
此外，在以上的实施方式中，以固定部件3在俯视状态下的形状为圆形或矩形的方式进行了说明。但是，固定部件3的在俯视状态下的形状可以是椭圆形、三角形、多边形以及星形等任意形状。
附图标记说明
1试样保持件
2试样容器
3固定部件
10～13固定部件
21插入口
31、101、111、131开口部
33弹簧板部
102、112、122周缘部
132边角部