一种扫描电镜冷冻样品台的制作方法

本发明涉及扫描电镜领域，尤其涉及一种扫描电镜冷冻样品台。

背景技术：

在扫描电镜领域，扫描电镜冷冻样品台通常采用高压冷冻的方法和液氮泥快速冷冻方法，将样品插入冷冻剂，通常是液氮，然后在真空下转移至冷冻扫描电镜制备系统样品制备室的冷台上，而实现这实验操作繁琐，结构复杂，价格昂贵。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种扫描电镜冷冻样品台，可放置于扫描电镜下方，对样品提供直接冷冻，以简化实验操作。

为实现上述目的，本发明提供了一种扫描电镜冷冻样品台，包括水冷台、半导体制冷片和样品载台，

所述半导体制冷片设置于所述水冷台上，所述半导体制冷片的散热面和所述水冷台表面贴合；

所述样品载台设置于所述半导体制冷片上，所述样品载台的底面和所述半导体制冷片的致冷面贴合。

进一步的，所述样品载台的底面和所述半导体制冷片的致冷面之间设置有温度传感器，所述温度传感器和所述样品载台的底面贴合。

进一步的，所述半导体制冷片为多层结构，所述半导体制冷片和所述水冷台贴面的底层面积最大，然后向上逐级减小，所述半导体制冷片的顶层和所述样品载台的尺寸相当；所述半导体制冷片的层间，下一层的致冷面和上一层的散热面贴合。

进一步的，所述水冷台为采用乙二醇为水冷介质的水冷台。

进一步的，所述水冷台的管道从所述冷冻样品台的侧边引出。

进一步的，所述冷冻样品台还包括水冷台座，所述水冷台的底面和侧面包裹在所述水冷台座内，所述水冷台座内设置有保温材料。

进一步的，所述冷冻样品台还包括壳体，用于固定所述半导体制冷片、所述水冷台、所述水冷台座和所述样品载台。

进一步的，所述壳体侧方设置有航空插头，所述航空插头提供半导体制冷片的供电连接。

进一步的，所述冷冻样品台还包括样品台安装座，所述样品台安装座和所述壳体的底部连接。

本发明实现了如下技术效果：本发明的扫描电镜冷冻样品台，利用半导体制冷片的制冷作用，通过合理的结构设计，使之小型化，使得所述冷冻样品台能被放置于扫描电镜下方，对样品提供直接冷冻，且能提供低于-60℃的低温，以满足样品的低温要求及简化实验操作。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的冷冻样品台的结构图；

图2是本发明实施例的冷冻样品台的展开图；

图3是本发明实施例的冷冻样品台的剖面图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1-图3所示，本发明公开了一种扫描电镜冷冻样品台的具体实施例，由样品台安装座1、外壳2、航空插座3、水冷台座4、水冷台5、半导体制冷片6、温度传感器7、样品载台8、面板9和上盖10组成。

其中，外壳2、面板9和上盖10组成本扫描电镜冷冻样品台的壳体。水冷台座4套在外壳2内部；样品台安装座1在外壳2下方与水冷台座4连接并将外壳2固定在中间；航空插头3安装在外壳2的侧边上，用于给半导体制冷片6供电；水冷台5安装在水冷台座4内部，其底面和四周均包裹在水冷台座4内，水冷台座4为水冷台5提供保温隔热措施；半导体制冷片6的散热面贴合在水冷台5表面，温度传感器7固定在载台8的下方，载台8与半导体制冷片6的致冷面贴合。面板9安装在水冷台座4上，和水冷台座4配合，将样品载台8、半导体制冷片6、水冷台5位置固定。上盖10安装在外壳2上。

在本实施例中，半导体制冷片6为多层结构，和水冷台5接触的层面积最大，然后逐级减小，顶层和载台8贴合。

工作原理：

半导体制冷片6利用半导体材料的peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。

在一定条件下，半导体制冷片的电偶两端的温差可以达到200℃(温度范围为-130℃+90℃)；通过半导体制冷片6的致冷面和散热面的温差，可以达到超低温冷冻样品的效果。

在本实施例中，通过水冷台5为半导体制冷片6的散热面降温，以保证半导体制冷片6的稳定长时间工作。为保证散热效果，水冷台5通入-10℃或者温度更低的乙二醇。

在本实施例中，半导体制冷片6通过多层结构，既可以提供足够的制冷量又能将制冷的区域集中在样品载台8上，并可通过对半导体制冷片6的分层功率控制，实现精确控温。同时半导体制冷片6采用多层结构，可具有较高的制冷效率，结合使用乙二醇为介质的低温水冷台5，可以将冷冻样品台的尺寸尽可能缩小，使之尺寸满足在扫描电镜下方应用的要求。

在本应用中，样品所需的制冷温度最少要能达到-60℃。且半导体制冷片的制冷速度也较快，针对本应用的温控要求，能够在几秒中达到所述需求的温度。因此，在本应用中，采用半导体制冷片，特别是多层制冷片，是能够满足本应用的样品冷冻的需求。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种扫描电镜冷冻样品台，其特征在于：包括水冷台、半导体制冷片和样品载台，所述半导体制冷片设置于所述水冷台上，所述半导体制冷片的散热面和所述水冷台表面贴合；所述样品载台设置于所述半导体制冷片上，所述样品载台的底面和所述半导体制冷片的致冷面贴合。

2.如权利要求1所述的扫描电镜冷冻样品台，其特征在于：所述样品载台的底面和所述半导体制冷片的致冷面之间设置有温度传感器，所述温度传感器和所述样品载台的底面贴合。

3.如权利要求1所述的扫描电镜冷冻样品台，其特征在于：所述半导体制冷片为多层结构，所述半导体制冷片和所述水冷台贴合的底层面积最大，然后向上逐级减小，所述半导体制冷片的顶层和所述样品载台的尺寸相当；所述半导体制冷片的层间，下一层的致冷面和上一层的散热面贴合。

4.如权利要求1所述的扫描电镜冷冻样品台，其特征在于：所述水冷台为采用乙二醇为水冷介质的水冷台。

5.如权利要求1所述的扫描电镜冷冻样品台，其特征在于：所述冷冻样品台还包括水冷台座，所述水冷台的底面和侧面被包裹在所述水冷台座内，所述水冷台座内设置有保温材料。

6.如权利要求1所述的扫描电镜冷冻样品台，其特征在于：所述冷冻样品台还包括壳体，所述半导体制冷片、水冷台、水冷台座设置于所述壳体内，所述样品载台设置于所述壳体的面板上。

7.如权利要求6所述的扫描电镜冷冻样品台，其特征在于：所述冷冻样品台还设置有航空插头，所述航空插头设置于所述壳体的侧边，用于提供半导体制冷片的供电连接。

技术总结
本发明公开了一种扫描电镜冷冻样品台，包括水冷台、半导体制冷片和样品载台，所述半导体制冷片设置于所述水冷台上，所述半导体制冷片的散热面和所述水冷台表面贴合；所述样品载台设置于所述半导体制冷片上，所述样品载台的底面和所述半导体制冷片的致冷面贴合。本发明的扫描电镜冷冻样品台，利用半导体制冷片的制冷作用，通过合理的结构设计，使之小型化，使得所述冷冻样品台能被放置于扫描电镜下方，对样品提供直接冷冻，且能提供低于‑60℃的低温，以满足样品的低温要求及简化实验操作。

技术研发人员：廖洪钢;兰李根
受保护的技术使用者：厦门超新芯科技有限公司
技术研发日：2020.12.31
技术公布日：2021.04.09