专利名称:超声波制备单分子样品装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及单分子研究设备领域，应用于超高真空扫描隧道显微镜实验中的单分子样品制备过程，特别是一种超声波制备单分子样品装置，提供一种制备单分子样品的新方法，可以使粉末样品以单分子形式吸附于衬底表面，从而对其进行研究。
背景技术：
超高真空扫描隧道显微镜是用于单分子研究的高精密仪器，在对单分子进行研究时，需要将待研究的分子以彼此分散的形式吸附于平整的衬底表面，即制备单分子样品，然后通过极细的针尖对其进行探测研究。所述衬底采用金、硅等，面积为10_X5mm。
目前制备单分子样品的方法有
热蒸发法在超高真空中用蒸发源将样品分子蒸发至衬底表面。
浸泡法在大气中将衬底浸泡至含有样品分子的溶液中一定时间，分子吸附至衬底表面。
接触法用小玻璃球轻触样品后再在真空中轻触衬底表面。
但是，上述方法均各有局限性，对于特定的样品，如溶解于甲苯溶液中的N0C60分子，其在高温下会分解，不适用于蒸发，溶液浸泡又会使衬底吸附上大量甲苯分子使衬底平整度下降，无法进行研究，接触法只能得到分子的团簇，而无法得到单分子形态吸附的分子。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型超声波制备单分子样品装置，利用了超声波原理来获取以单个分子形式吸附于衬底上的样品，提供了一种制备单分子样品的新方法，弥补了传统热蒸发法、浸泡法、接触法的缺陷，不但能够得到以单个分子形式吸附于衬底上的样品，而且不破坏衬底表面的平整度，能满足扫描隧道显微镜下对分子的研究。
本实用新型所采用的技术方案是
超声波制备单分子样品装置主要由超声振动系统、真空腔、真空操纵杆、衬底、CCD、直流电源组成，所述超声振动系统主要由超声波发生器、步进马达、磁致伸缩换能器、样品容器组成。所述步进马达、所述磁致伸缩换能器、所述样品容器依次法兰连接并安装于所述真空腔内，所述衬底位于所述样品容器的下方，所述真空操纵杆与所述衬底连接。所述样品容器为不锈钢圆柱形桶，高10mm，半径3mm，不会与样品产生化学反应。所述步进马达的步长0. 1mm。
本实用新型的有益效果是
超声波制备单分子样品装置设计合理，提供了一种制备单分子样品的新方法，利用超声波原理来获取以单个分子形式吸附于衬底上的样品，且不破坏衬底表面平整度，能满足扫描隧道显微镜下的实验要求。
下面结合本实用新型的图形进一步说明
图I是所述超声波制备单分子样品装置示意图。
图中，I.超声波发生器，2.直流电源，3.真空腔，4.真空操纵杆，5.衬底，6.样品容器，7. (XD，8.磁致伸缩换能器，9.步进马达 。
具体实施方式
如图1，超声波制备单分子样品装置主要由超声振动系统、真空腔(3)、真空操纵杆(4)、衬底(5)、CCD (7)、直流电源(2)组成，所述超声振动系统主要由超声波发生器(I)、步进马达(9)、磁致伸缩换能器(8)、样品容器(6)组成。所述步进马达(9)、所述磁致伸缩换能器(8)、所述样品容器(6)依次法兰连接并安装于所述真空腔(3)内，所述衬底(5)位于所述样品容器￠)的下方，所述真空操纵杆(4)与所述衬底(5)连接。
制备单分子样品时，先在大气条件下将样品溶液滴入样品容器￠)中，待溶剂挥发后，样品分子吸附于样品容器(6)内壁，把样品容器(6)倒置并与磁致伸缩换能器(8)法兰连接。再对真空腔(3)抽真空，在超高真空条件及CCD(7)监控下，通过步进马达(9)将样品容器(6)移动至距离衬底(5) Imm处，开启超声波发生器(I) 一定时间，在超声波振动的作用下样品脱离样品容器(6)内壁，从样品容器口扩散出来，落至衬底(5)表面。通过扫描隧道显微镜实验可以得到衬底表面图像，并由显示器显示出分子覆盖度的信息。通过调节超声振动时间或改变滴入容器中的溶液总量，最终达到合适的分子覆盖度。超声制备结束后，衬底(5)可以通过真空操纵杆(4)传送至扫描隧道显微镜的扫描腔进行实验。
所述超声波制备单分子样品装置利用了超声波原理来获取以单个分子形式吸附于衬底上的样品，提供了一种制备单分子样品的新方法，弥补了传统热蒸发法、浸泡法、接触法的缺陷，不但能够得到以单个分子形式吸附于衬底上的样品，而且不破坏衬底表面的平整度，能满足扫描隧道显微镜下对分子的研究。
权利要求
1.一种超声波制备单分子样品装置，其特征是所述超声波制备单分子样品装置主要由超声振动系统、真空腔(3)、真空操纵杆(4)、衬底(5)、CCD(7)、直流电源(2)组成，所述超声振动系统主要由超声波发生器(I)、步进马达(9)、磁致伸缩换能器(8)、样品容器(6)组成，所述步进马达(9)、所述磁致伸缩换能器(8)、所述样品容器(6)依次法兰连接并安装于所述真空腔(3)内，所述衬底(5)位于所述样品容器(6)的下方，所述真空操纵杆(4)与所述衬底(5)连接。
专利摘要
本实用新型涉及单分子研究设备领域，超声波制备单分子样品装置主要由超声振动系统、真空腔、真空操纵杆、衬底、CCD、直流电源组成，所述超声振动系统主要由超声波发生器、步进马达、磁致伸缩换能器、样品容器组成。所述步进马达、所述磁致伸缩换能器、所述样品容器依次法兰连接并安装于所述真空腔内，所述衬底位于所述样品容器的下方，所述真空操纵杆与所述衬底连接。本实用新型利用超声波原理来获取以单个分子形式吸附于衬底上的样品，提供了一种制备单分子样品的新方法，弥补了传统热蒸发法、浸泡法、接触法的缺陷，且不破坏衬底表面平整度，能满足扫描隧道显微镜下的实验要求。
文档编号G01Q30/20GKCN202533454SQ201220223589
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月8日
发明者赵烨梁 申请人:赵烨梁导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan