(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１容器と、
架台と、
該架台に取り付けられると共に、前記第１容器の中に該容器と非接触状態に配置された第２容器と、
該第２容器の第１容器への接触位置を検出する位置検出手段と、
第１容器に対する第２容器の位置を調整するための位置調整手段
を備えていることを特徴とする容器接触検知装置。
【請求項２】
前記位置検出手段は、前記第２容器の外側下端部に設けられた複数の接触検知電極であることを特徴とする請求項１記載の容器接触検知装置。
【請求項３】
接触検知電極の形状はＬ字型であることを特徴とする請求項２記載の容器接触検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査形トンネル顕微鏡等において、第１容器の中に配置された第２容器の第１容器への接触を検知する容器接触検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の走査形トンネル顕微鏡を示した図であり、極低温および高磁界状態にある試料を観察するための走査形トンネル顕微鏡を示した図である。
【０００３】
図１において、１は床の上に置かれたベースであり、ベース１には外部容器２が取り付けられている。この外部容器２の中には、金属容器である第１容器３が配置されており、第１容器３は外部容器２に取り付けられている。また、第１容器３は外部容器２を通して接地されている。
【０００４】
４は架台であるアームで、アーム４は除振ダンパ５ａ，５ｂを介してベース１上に置かれている。アーム４には孔６が開けられており、孔６を上から塞ぐように真空チャンバ７がベローズＢ１を介してアーム４に取り付けられている。この真空チャンバ７は、前記ベース１に取り付けられている。一方、孔６を下から塞ぐように内部チャンバである第２容器８がアーム４に取り付けられている。この第２容器８は前記第１容器３の中に配置されており、図１の状態においては、第２容器８は第１容器３に接触していない。また、第２容器８と第１容器３は円筒状のベローズＢ２で繋がれている。ベローズＢ２には排気装置Ｐが取り付けられている。
【０００５】
また、第２容器８の外側下端部には、円筒状の接触検知電極９が取り付けられている。図２（ａ）は第２容器８の断面図であり、図２（ｂ）は第２容器８を底の方から見た図であり、このように第２容器８の外側下端部には円筒状の接触検知電極９が取り付けられている。
【０００６】
この接触検知電極９は、電気絶縁されたリード線１０を介して、第２容器８の外側上端部に取り付けられたＢＮＣコネクタ１１の芯線に接続されており、コネクタ１１の外線は真空チャンバ７を通して接地されている。
【０００７】
１２は、外部容器２の中に溜められた液体ヘリウムであり、１３は、外部容器２の内壁に取り付けられた超伝導マグネットである。また、１４ａ，１４ｂは、アーム４に取り付けられた位置調整手段である姿勢調整ねじで、このねじが調整されると除振ダンパが伸縮して、第２容器８が上下動したり傾斜する。この結果、第１容器３に対する第２容器８の位置が変わる。図１には、姿勢調整ねじと除振ダンパがそれぞれ２個しか示されていないが、実際にはもう少し多くのねじと除振ダンパがそれぞれ設けられている。
【０００８】
なお、図１および図２には示されていないが、第２容器８の内側の底の部分には、探針等を備えた走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）機構と試料が配置されており、これらは真空チャンバ７側から送られて来て配置される。
【０００９】
このような構成において、前記排気装置Ｐにより第１容器３内が排気されると、第１容器３の底部にはニードルバルブが構成されているため、液体ヘリウム１２はその孔から第１容器３内に進入する。そして、第１容器３内に進入した液体ヘリウム１２は気化してヘリウムガスとなり、第１容器３と第２容器８の間はヘリウムガスで満たされる。この結果、第２容器８は冷やされ、そして、その中に配置された試料は極低温に冷却される。また、超伝導マグネット１３により試料のまわりには高磁界が作られ、試料は極低温および高磁界状態において前記ＳＴＭ機構により観察される。
【００１０】
さて、図３に示すように、第２容器８が第１容器３に接触すると、液体ヘリウムによる振動や床からの振動が第２容器８内のＳＴＭ機構や試料に伝わって、像観察がうまく行われなくなる。そこでオペレータは、例えばテスターをコネクタ１１に接触させて第２容器８の第１容器３への接触状態を確認している。すなわち、第２容器８が第１容器３に接触すると、コネクタ１１の芯線と外線は短絡し、一方、接触していない時はコネクタ１１の芯線と外線は開放されるので、テスターの測定値から第２容器８の第１容器３への接触状態を確認することができる。そして、第２容器８が第１容器３に接触していると、オペレータは、姿勢調整ねじを調整して第２容器８が第１容器３に接触しないようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の装置においては、第２容器８が第１容器３に接触したことはわかるが、第２容器８がどうように傾斜して第１容器３に接触したかがわからず、どの姿勢調整ねじを調整すればよいのかがわからなかった。そのため、第２容器８の姿勢調整作業に時間がかかっていた。
【００１２】
本発明はこのような点に鑑みて成されたもので、その目的は、第２容器の姿勢調整作業を従来より短時間で行うことかできる容器接触検知装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明の容器接触検知装置は、第１容器と、架台と、該架台に取り付けられると共に、前記第１容器の中に該容器と非接触状態に配置された第２容器と、該第２容器の第１容器への接触位置を検出する位置検出手段と、第１容器に対する第２容器の位置を調整するための位置調整手段を備えていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図４は、本発明の一例を示した図であり、図４の構成において図１と同じ構成には図１と同じ番号が付けられている。
【００１６】
図４において、１５は第２容器であり、第２容器１５は、アーム４の孔６を下から塞ぐようにアーム４に取り付けられている。この第２容器１５は第１容器３の中に配置されており、図４の状態においては、第２容器１５は第１容器３に接触していない。また、第２容器１５と第１容器３は円筒状のベローズＢ２で繋がれている。
【００１７】
また、第２容器１５の外側下端部には、Ｌ字型の接触検知電極１６，１７，１８，１９がそれぞれ独立に取り付けられている。すなわち、各電極間は電気的に絶縁状態にある。図５（ａ）は第２容器１５の断面図であり、図５（ｂ）は第２容器１５を底の方から見た図であり、このように第２容器１５の外側下端部には、その底部にも回り込むＬ字型の接触検知電極１６，１７，１８，１９が取り付けられている。
【００１８】
この接触検知電極１６は、電気絶縁されたリード線２０を介して、第２容器１５の外側上端部に取り付けられたコネクタ２４の芯線に接続されている。また、接触検知電極１７は電気絶縁されたリード線２１を介してコネクタ２５の芯線に、接触検知電極１８は電気絶縁されたリード線２２を介してコネクタ２６の芯線に、接触検知電極１９は電気絶縁されたリード線２３を介してコネクタ２７の芯線に接続されている。そして、コネクタ２４，２５，２６，２７の外線は真空チャンバ７を通して接地されている。
【００１９】
なお、図４および図５には示されていないが、第２容器１５の内側の底の部分には、探針等を備えたＳＴＭ機構と試料が配置されている。
【００２０】
このような構成において、前述したように、第２容器１５が第１容器３に接触すると、像観察がうまく行われなくなるので、オペレータは、例えばテスターをコネクタ２４，２５，２６，２７に順次接触させて第２容器１５の第１容器３への接触状態を確認する。すなわち、オペレータは、テスターの測定値から、接触検知電極１６，１７，１８，１９が第１容器３に接触しているかどうかを確認する。もし、４枚の電極のうちのどれかが第１容器３に接触していると、オペレータは、その接触している電極の位置から第２容器１５の傾斜状態、および調整すべき姿勢調整ねじを把握して、そのねじを調整する。このような調整により、第２容器１５は第１容器３に接触しなくなる。
【００２１】
このように図４の装置においては、第２容器が第１容器に接触した時に、第２容器がどのような傾斜状態で第１容器に接触したかを把握することができ、従来よりも短時間で第２容器の姿勢調整を行うことができる。
【００２２】
なお、本発明は上述した例に限定されるものではない。例えば、接触検知電極の数は４枚に限定されるものではなく、それ以上、または２枚や３枚でも良い。また、本発明はＳＴＭに限定されるものではなく、第１容器への第２容器の接触を回避することが必要な他の装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＳＴＭを示した図である。
【図２】図１における第２容器８を示した図である。
【図３】図１の装置において、第２容器８が第１容器３に接触した状態を示した図である。
【図４】本発明の一例を示した図である。
【図５】図４における第２容器１５を示した図である。
【符号の説明】
１…ベース、２…外部容器、３…第１容器、４…アーム、５ａ、５ｂ…除振ダンパ、６…孔、７…真空チャンバ、８…第２容器、９…接触検知電極、１０…リード線、１１…コネクタ、１２…液体ヘリウム、１３…超伝導マグネット、１４ａ、１４ｂ…姿勢調整ねじ、１５…第２容器、１６、１７、１８、１９…接触検知電極、２０、２１、２２、２３…リード線、２４、２５、２６、２７…コネクタ
【図１】
0003571570.tif 000002
【図２】
0003571570.tif 000003
【図３】
0003571570.tif 000004
【図４】
0003571570.tif 000005
【図５】
0003571570.tif 000006