JPH0756443B2 - 生体試料観察用走査型トンネル顕微鏡 - Google Patents

生体試料観察用走査型トンネル顕微鏡

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JPH0756443B2
JPH0756443B2 JP2404211A JP40421190A JPH0756443B2 JP H0756443 B2 JPH0756443 B2 JP H0756443B2 JP 2404211 A JP2404211 A JP 2404211A JP 40421190 A JP40421190 A JP 40421190A JP H0756443 B2 JPH0756443 B2 JP H0756443B2
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良平 粉川
治 西川
正彦 富取
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    • B01L1/00—Enclosures; Chambers
    • B01L1/02—Air-pressure chambers; Air-locks therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y35/00—Methods or apparatus for measurement or analysis of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q30/00—Auxiliary means serving to assist or improve the scanning probe techniques or apparatus, e.g. display or data processing devices
    • G01Q30/08—Means for establishing or regulating a desired environmental condition within a sample chamber
    • G01Q30/12—Fluid environment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は生体試料の観察に適した
走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、走査型トンネル顕微鏡は、試料
とこれに対向配置された探針との間に電圧を印加し、両
者間に流れるトンネル電流が一定になるように両者間の
間隙を制御しながら、探針で試料表面を走査することに
より、試料表面の形状を観察するもので、表面形状を原
子レベルの分解能で観察することができる。
【０００３】上記の走査型トンネル顕微鏡は、従来、主
として金属や半導体の表面分析、観察に用いられてお
り、そのため、試料を超高真空中で観察するようになっ
ている。超高真空中で、試料は高温処理によって表面の
付着物が除去されて清浄化され、汚れが付かない状態に
保たれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、蛋白質やＤ
ＮＡ等の生体試料は、これを真空中にセットすると、形
態が常圧の場合とは大幅に異なってしまう可能性があ
る。そのため、生体試料を大気中にある状態のままで観
察したいという要求があり、実際に、走査型トンネル顕
微鏡により、大気中で生体試料の観察が行われている。
【０００５】しかしながら、その場合、試料も探針も、
何の保護設備もない状態で動作することになるので、大
気中の汚染物質が付着するおそれがあり、その観察で得
られた試料の表面像が、果たして本来の試料の姿を映し
ているか否か、疑問である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
に鑑みてなされたものであって、真空を必要とせず、常
圧の清浄雰囲気中で試料や探針が動作するようにして、
形態を変化させたり汚染することなく、生体試料の観察
を行うことができる走査型トンネル顕微鏡を提供するこ
とを課題とする。
【０００７】本発明は、上記の課題を達成するために、
本体に、試料が装着される試料台と、前記試料にトンネ
ル電流を流すための探針と、試料台に対して探針を相対
的に３軸方向に変位させる駆動系とが設けられている走
査型トンネル顕微鏡であって、内部に本体が収容される
気密のチャンバーと、雰囲気ガス置換手段とを有し、チ
ャンバーは、その外壁の一部または全部が透視可能であ
って、雰囲気ガス置換手段は、ガスの排気とガス源から
のガス供給によりチャンバー内の雰囲気ガスを置換する
ものである構成とした。
【０００８】
【作用】上記の構成において、生体試料とこれに対応す
る探針とが本体の所要部にセットされた状態のもとで、
雰囲気ガス置換手段により、チャンバー内の雰囲気を清
浄な不活性ガスと水蒸気とに置換することで、生体試料
と探針とは、常圧の清浄雰囲気中で動作することにな
る。これで、生体試料は、形態の変化や汚染のない状態
で観察される。
【０００９】生体試料と探針とのセットは、チャンバー
の外壁を通じて視認しながら、操作用グローブを扱うこ
とで、直接的に正確に行われる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る生体試料観
察用走査型トンネル顕微鏡の構成図であって、図中、符
号１は本体、２は制御部、３は表示器である。
【００１１】本体１は、試料Ｓが装着される試料台４
と、前記試料Ｓにトンネル電流を流すための探針５と、
探針５の保持台６と、試料Ｓに対して探針５をＸ，Ｙ，
Ｚの３軸方向に変位させる駆動系７と、試料台４に対す
る探針保持台６の位置を粗調整するための粗動系８とを
含むもので、気密のチャンバー９内に設置されている。
【００１２】チャンバー９は、空気ばね式の防振台１０
上に透明のカバー１１を被覆することで構成されてお
り、その基部には、一対の操作用グローブ１２，１２が
設けられている。
【００１３】チャンバー９の底部には、雰囲気ガス置換
手段として、２本の互いに連通するガス通路１３，１４
が接続され、一方のガス通路１３には清浄化されたアル
ゴン、ヘリウム等の不活性ガスや水蒸気を貯溜するガス
源１５が、また他方のガス通路１４には真空ポンプ１６
が接続されている。１７(１７ａ,１７ｂ,１７ｃ,１７
ｄ)は、ガス通路１３，１４の中途部に設けられた開閉
弁であり、２０は操作用グローブ１２とチャンバー９と
の間に設けられた密閉式のシャッターである。
【００１４】また、チャンバー９の基部には、試料Ｓや
探針５を導入するためのパイプ状の導入機構１８が連通
接続されている。１９は導入機構１８の閉止弁である。
【００１５】上記の構成において、生体試料の観察に当
たっては、まず、導入機構１８を通じて、生体試料Ｓと
これに対応する探針５をチャンバー９内に導入し、導入
後、導入機構１８の閉止弁１９を閉じてチャンバー９を
密閉する。
【００１６】生体試料Ｓや探針５は、操作用グローブ１
２を介して手作業で本体１の所要部に装着する。
【００１７】その後、真空ポンプ１６でチャンバー９内
のガスを排気した後、ガス通路１３が通じてガス源１５
から清浄化された不活性ガスや水蒸気をチャンバー９内
に導き、チャンバー９の内部を常圧の清浄化不活性ガス
で満たす。この排気時に操作用グローブ１２がチャンバ
ー９内に吸い込まれないようにグローブ１２をチャンバ
ー９から引き出し、グローブ１２とチャンバー９との間
を密閉式のシャッター２０で閉じる。
【００１８】その後は、制御部２の操作により、粗動系
８を動作させて生体試料Ｓと探針５との間隙を粗調整
し、その後、生体試料Ｓと探針５との間に所要の電圧を
印加するとともに、駆動系７を動作させるが、生体試料
Ｓや探針５は、常圧の清浄化不活性ガス中で動作するか
ら、生体試料Ｓに形態の変化がなく、また、汚れが付か
ない。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、生体試料を常圧の清浄
雰囲気中で探針により走査することができるから、形態
変化や汚染のない状態で生体試料を観察することができ
る。
【００２０】また、外壁を通じてチャンバー内部を視認
しながら、操作用グローブにより、試料と探針とを直接
的に扱うことができるから、試料や探針のセットを正確
に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る生体試料観察用走査型ト
ンネル顕微鏡の構成図である。
【符号の説明】
Ｓ…生体試料、１…本体、５…探針、９…チャンバー、
１１…カバー、１２…操作用グローブ、１３，１４…ガ
ス通路、１５…ガス源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 治 東京都目黒区東山２−16、１−410 (72)発明者 富取 正彦 神奈川県横浜市緑区美しが丘１−12−20 第３松美102 (56)参考文献 実開 平２−93705（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−160649（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 本体に、試料が装着される試料台と、前
    記試料にトンネル電流を流すための探針と、試料台に対
    して探針を相対的に３軸方向に変位させる駆動系とが設
    けられている生体試料観察用の走査型トンネル顕微鏡で
    あって、内部に本体が収容される気密のチャンバーと、
    雰囲気ガス置換手段とを有し、チャンバーは、その外壁
    の一部または全部が透視可能であって、 雰囲気ガス置換
    手段は、ガスの排気とガス源からのガス供給によりチャ
    ンバー内の雰囲気ガスを置換するものである、ことを特
    徴とする生体試料観察用走査型トンネル顕微鏡。
JP2404211A 1990-12-20 1990-12-20 生体試料観察用走査型トンネル顕微鏡 Expired - Lifetime JPH0756443B2 (ja)

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US07/810,159 US5200616A (en) 1990-12-20 1991-12-19 Environment controllable scanning probe microscope

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