JP2009186332A - ナノ材料の観察試料作製装置及び作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 静電噴霧用ノズル20内部のナノ材料分散液13と観察基板10との間に電圧を印加し、分散液13の静電噴霧、乾燥、及びナノ材料の静電付着によって基板10上にナノ材料を固定化して観察試料を作製する。また、導電性のグリッド部11と支持膜12とを有する観察基板10に対し、基板10の下方に基準電極81を設けるとともに、基板10のグリッド部11に静電噴霧用の電圧と同一の極性のバイアス電圧を印加して、ナノ材料の基板10上での固定化位置の調整を行う。これにより、良好な状態のナノ材料の観察試料を作製することが可能となる。
【選択図】 図1
Description
20…静電噴霧用ノズル、21…ノズル本体、22…分散液噴霧口、23…開口、24…芯構造、25…電極、26…ノズルホルダ、27…ノズル本体固定部、28…電圧供給端子、29…負圧導入口、30…基板ステージ、35…ステージ駆動装置、40…噴霧電圧印加装置、41…調整電圧印加装置、45…試料作製制御装置、46…表示装置、47…入力装置、
50…光分散用レーザ光源、55…凝集状態モニタ部、56…モニタ用光源、57…光検出装置、58…解析装置、
80…電圧印加用治具、81…基準電極(接地電極)、82…絶縁層、83…バイアス電極、85…開口部、86…電圧供給電極、87…電圧供給端子。
Claims (12)
- ナノ材料を観察基板上に固定化して観察試料を作製する作製装置であって、
ナノ材料が溶媒中に分散されたナノ材料分散液を内部に蓄えることが可能な筒状構造を有し、その先端部に前記ナノ材料分散液を静電噴霧するための分散液噴霧口が設けられたノズル本体を含む静電噴霧用ノズルと、
1または複数の開口を有するメッシュ状に形成された導電性のグリッド部、及び前記グリッド部の前記開口に設けられて観察対象の前記ナノ材料が固定化されるナノ材料支持膜を有する観察基板について、前記静電噴霧用ノズルの前記分散液噴霧口に対向するように前記観察基板を支持する基板支持手段と、
前記観察基板に対して前記静電噴霧用ノズルとは反対側に前記観察基板から離間するように配置され、基準電位と電気的に接続される基準電極と、
前記ナノ材料分散液と前記基準電極との間に、静電噴霧用の電圧を印加する噴霧電圧印加手段と、
前記観察基板の前記グリッド部と前記基準電極との間に、前記静電噴霧用の電圧と同一の極性であって、前記観察基板上での前記ナノ材料の固定化位置を調整するために用いられるバイアス電圧を印加する調整電圧印加手段と
を備えることを特徴とする観察試料作製装置。 - 前記基準電極から離間して配置され、前記観察基板の前記グリッド部と電気的に接続されて、前記調整電圧印加手段からの前記バイアス電圧を前記グリッド部に印加するためのバイアス電極を備えることを特徴とする請求項1記載の観察試料作製装置。
- 前記基準電極と、前記バイアス電極と、前記基準電極及び前記バイアス電極の間に設けられた絶縁層とが一体化されて構成された電圧印加用治具を備えることを特徴とする請求項2記載の観察試料作製装置。
- 前記基準電極は、前記観察基板の前記ナノ材料支持膜に対向する位置を含むように配置されるとともに、
前記バイアス電極は、前記ナノ材料支持膜から前記基準電極が見通せるように設けられていることを特徴とする請求項2または3記載の観察試料作製装置。 - 前記バイアス電圧は、その絶対値が5V〜50Vの範囲内となるように設定された電圧であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の観察試料作製装置。
- 前記静電噴霧用ノズルの前記分散液噴霧口から前記観察基板へと前記ナノ材料分散液を静電噴霧する際に、噴霧された個々の液滴内に1個または0個のナノ材料が含まれる条件となるように、前記噴霧電圧印加手段によって印加される前記静電噴霧用の電圧を制御する電圧制御手段を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の観察試料作製装置。
- ナノ材料を観察基板上に固定化して観察試料を作製する作製方法であって、
ナノ材料が溶媒中に分散されたナノ材料分散液を内部に蓄えることが可能な筒状構造を有し、その先端部に前記ナノ材料分散液を静電噴霧するための分散液噴霧口が設けられたノズル本体を含む静電噴霧用ノズルを用い、前記ノズル本体の内部に前記ナノ材料分散液を導入する分散液導入ステップと、
1または複数の開口を有するメッシュ状に形成された導電性のグリッド部、及び前記グリッド部の前記開口に設けられて観察対象の前記ナノ材料が固定化されるナノ材料支持膜を有する観察基板について、前記静電噴霧用ノズルの前記分散液噴霧口に対向するように前記観察基板を設置する基板設置ステップと、
前記観察基板に対して前記静電噴霧用ノズルとは反対側に前記観察基板から離間するように配置され、基準電位と電気的に接続される基準電極に対し、前記ナノ材料分散液と前記基準電極との間に、静電噴霧用の電圧を印加する噴霧電圧印加ステップと、
前記観察基板の前記グリッド部と前記基準電極との間に、前記静電噴霧用の電圧と同一の極性であって、前記観察基板上での前記ナノ材料の固定化位置を調整するために用いられるバイアス電圧を印加する調整電圧印加ステップと、
前記静電噴霧用ノズルの前記分散液噴霧口から前記観察基板へと前記ナノ材料分散液を静電噴霧し、前記ナノ材料を前記観察基板の表面に静電付着させることで、前記観察基板上に前記ナノ材料を固定化して観察試料を作製する試料作製ステップと
を備えることを特徴とする観察試料作製方法。 - 前記調整電圧印加ステップにおいて、前記基準電極から離間して配置され、前記観察基板の前記グリッド部と電気的に接続されたバイアス電極を介して、前記バイアス電圧を前記グリッド部に印加することを特徴とする請求項7記載の観察試料作製方法。
- 前記調整電圧印加ステップにおいて、前記基準電極と、前記バイアス電極と、前記基準電極及び前記バイアス電極の間に設けられた絶縁層とが一体化されて構成された電圧印加用治具を用いることを特徴とする請求項8記載の観察試料作製方法。
- 前記基準電極は、前記観察基板の前記ナノ材料支持膜に対向する位置を含むように配置されるとともに、
前記バイアス電極は、前記ナノ材料支持膜から前記基準電極が見通せるように設けられていることを特徴とする請求項8または9記載の観察試料作製方法。 - 前記バイアス電圧は、その絶対値が5V〜50Vの範囲内となるように設定された電圧であることを特徴とする請求項7〜10のいずれか一項記載の観察試料作製方法。
- 前記試料作製ステップにおいて、噴霧された個々の液滴内に1個または0個のナノ材料が含まれる条件下で、前記静電噴霧用ノズルの前記分散液噴霧口から前記観察基板へと前記ナノ材料分散液を静電噴霧することを特徴とする請求項7〜11のいずれか一項記載の観察試料作製方法。
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