(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子顕微鏡での調査用に試料を調製する方法であって：
互いに対向かつ平行な第1主要面と第2主要面を有する実質的に平面状の試料ホルダを供する段階であって、前記第1主要面と前記第2主要面とを接続する少なくとも1つの開口部を有し、前記第1主要面上全体にわたって膜が広がり、かつ、前記膜は少なくとも1つの穴を有する、段階；
前記穴全体にわたって水性液体の薄膜を広げる段階であって、前記液体は少なくとも1つの調査用試料を内部に懸濁した状態で含む、段階；
寒剤液に前記試料ホルダを沈める段階であって、前記試料ホルダは、前記第1主要面が前記寒剤の方を向くように保持され、かつ、前記寒剤の露出した面に対して実質的に平行に配置される、段階；
前記膜が前記寒剤と接触する直前に、前記第2主要面の方を向くノズルから極低温流体の噴流を前記薄膜へ付与する段階；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記極低温流体は乾燥した極低温気体である、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記噴流中での極低温気体は、前記第2主要面の少なくとも一部に沿って実質的な層流となる、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記気体は： 
非極低温の気体を熱交換器の流入口へ供する段階；
前記熱交換器の流出口から極低温の気体/蒸気混合物を取得する段階であって、前記蒸気は前記気体の凝集液滴を含む段階；
前記気体/蒸気混合物から極低温気体を抽出する段階、及び、前記の抽出された気体を用いて前記噴流を生成する段階；
を有する方法を用いることによって極低温で供される、請求項2又は3に記載の方法。
【請求項５】
前記気体/蒸気混合物流から極低温気体を抽出する段階が：
前記流と実質的に交差する方向で前記流からの前記気体を吸い込む段階；
前記流と実質的に交差する方向で前記流からの前記気体を吹き出す段階；
の処理のうちの少なくとも1つを有する、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記噴流は、前記薄膜が前記液内の寒剤と接触する前の時間Tで開始され、前記Tは1〜100ミリ秒の範囲内で選択される、請求項1乃至5のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記噴流は期間ΔTだけ続き、
ΔTは1〜100ミリ秒の範囲内で選択される、
請求項1乃至6のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記液中での寒剤は、-160℃〜-183℃の温度の液体エタン（実質的に他の成分を含まない）を含む、請求項1乃至7のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
実質的に平坦な試料ホルダ上に供される試料を沈めて冷却する装置であって：
前記試料ホルダの端部をつかんで、実質的に水平な向きに保持するのに用いられ得るアーム；
所与の水平レベルで露出された上面を有するように、寒剤液で少なくとも部分的に充填されうる容器；
前記アームを前記容器内へ移動させることで、前記アーム中の試料ホルダを、前面を下方に向けた状態で前記水平レベルより下に沈めることを可能にするのに用いられ得る落下機構；
前記試料の背面に制御可能な極低温流体の噴流を付与する付与機構；
前記試料ホルダが前記水平レベルと交差する直前に前記噴流を生じさせるように、前記落下機構と前記付与機構と接続する制御装置；
を有することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子顕微鏡での調査用に試料を調製する方法に関する。当該方法は：
−  互いに対向かつ平行な第1主要面と第2主要面を有する実質的に平面状の試料ホルダを供する段階であって、前記第1主要面と前記第2主要面とを接続する少なくとも1つの開口部を有し、前記第1主要面上全体にわたって膜が広がり、かつ、前記膜は少なくとも1つの穴を有する、段階；
−  前記穴全体にわたって水性液体の薄膜を広げる段階であって、前記液体は少なくとも1つの調査用試料を内部に懸濁した状態で含む、段階；
−  寒剤液に前記試料ホルダを沈める段階であって、前記試料ホルダは、前記第1主要面が前記寒剤の方を向くように保持され、かつ、前記寒剤の露出した面に対して実質的に平行に配置される、段階；
を有する。
【０００２】
本発明はさらに、荷電粒子顕微鏡内で調査用試料を沈めて冷却する装置に関する。当該装置は：
−  前記試料ホルダの端部をつかんで、実質的に水平な向きに保持するのに用いられ得るアーム；
−  所与の水平レベルで露出された上面を有するように、寒剤液で少なくとも部分的に充填されうる容器；
−  前記アームを前記容器内へ移動させることで、前記アーム中の試料ホルダを、前面を下方に向けた状態で前記水平レベルより下に沈めることを可能にするのに用いられ得る落下機構；
を有する。
【０００３】
本発明はまた荷電粒子顕微鏡内の試料を検査する方法にも関する。当該顕微鏡は：
−  荷電粒子ビームを生成する荷電粒子源；
−  前記試料が上に設けられる試料ホルダを支持する支持装置；
−  少なくとも前記試料ホルダが前記支持装置上に設けられている間、前記試料ホルダを極低温に維持する冷却装置；
−  検出器上で前記試料の一部の画像を生成するように前記試料へ向けて前記試料を通り抜けるように前記ビームを案内する荷電粒子鏡筒；
を有する。
【背景技術】
【０００４】
本願全体を通じて用いられいるように、以下の用語は以下のような説明で一貫して解釈されなければならない。
−  「荷電粒子」という語は、電子又はイオンを指称する（一般的には、たとえばガリウムイオン又はヘリウムイオンのような正のイオンだが、負イオンも可能である。問題のイオンは電荷を有する原子又は分子であって良い）。この語はまたたとえば陽子をも指称して良い。
【０００５】
−  「粒子顕微鏡」という語は、一般に裸眼で満足できるように詳細を見るには小さすぎる対象物、特徴部位、又は部材の拡大像を生成するのに用いられる装置を指称する。荷電粒子顕微鏡(CPM)では、荷電粒子の撮像ビームが、所謂「荷電粒子鏡筒」を用いることによって試料へ向かうように案内される。前記荷電粒子鏡筒は、前記ビームを操作する−たとえば集束若しくは偏向させる−、かつ/又は、内部の1種類以上の収差を緩和するのに用いられ得る静電レンズ及び/又は磁気レンズの一群を有する。撮像機能を有することに加えて、CPMはまた他の機能−たとえば分光、回折、（局在化した）表面改質（たとえばミリング、エッチング、堆積）等−を有して良い。
【０００６】
−  前記実質的に平面上の試料ホルダは、前記開口部を2つ以上有して良い。具体的には前記実質的に平面上の試料ホルダは、前記開口部のマトリックス配置を含むグリッド状構造であって良い。同様に所与の開口部にわたって広がる前記膜は前記穴を2つ以上有して良い。具体的には前記膜は、前記穴が無作為又は規則的な分布を含んで良い。前記穴自体は、任意の方法で（たとえばボーリング、刺針、穴開け、又はエッチング法を用いて）生成されて良い。あるいは前記穴自体は、前記膜中に自然に存在し得る。CPMユーザーは、本願で説明される製造前の使い捨てのグリッド状試料ホルダを入手することができる。
【０００７】
−  「水性液体」という用語は、純粋な液体の水を含むだけではなく、水系溶液又は懸濁物も含むと解される。従ってこの用語は、生体液体−たとえば細胞質、血漿、リンパ流体、又は羊水−に加えて電解質を含む。
【０００８】
−  前記水性液体の薄膜は基本的に、表面張力の効果の助けを借りて（複数の）前記穴全体にわたって「広がる」。この処理を実行する従来技術において既知の方法−たとえば前記試料ホルダに抗するように押さえ、問題の前記水性液体によって湿り、その後除去される吸い取り紙を用いる。この方法によって、（複数の）前記穴内には水性液体の薄膜が残る（これはシャボン玉をつくる道具の輪内の泡の薄膜に多少似ている）−が存在する。
【０００９】
−  「寒剤」という用語は、極低温−たとえば-150℃以下−での液体を指称するものと解されなければならない。
【００１０】
−  本願における「試料」とは、懸濁した（複数の）調査用試料を含む前記の（固化した）水性液体の広がった薄膜と解されて良い。実際には、前記試料上で実行されるCPM調査は概して、（複数の）前記試料が封入されている前記（固化した）液体上ではなく（複数の）前記試料上に集中する傾向にある。
【００１１】
以降では、本発明は、例示によって、電子顕微鏡の具体的な状況において説明されうる。しかしそのような単純化は、簡明を来すため/例示目的であって、限定と解されてはならない。
【００１２】
荷電粒子顕微鏡−具体的には電子顕微鏡−は、微少な対象物を撮像する周知で重要性を増している方法である。歴史的には、電子顕微鏡の基本的性質は、多数の周知の装置−たとえば透過型電子顕微鏡(TEM)、走査電子顕微鏡(SEM)、及び走査型透過電子顕微鏡(STEM)−及び様々な付属装置−たとえば支援活動（たとえばイオンビームミリング又はイオンビーム誘起堆積(IBID)）を可能にするように「加工用」集束イオンビーム(FIB)をさらに用いることのできる所謂「デュアルビーム」装置（たとえばFIB-SEM）−へ発展してきた。TEMでは、前記電子ビームを構成する電子が前記試料の深さまで完全に侵入することが可能となるように、試料への照射に用いられる前記電子ビームのエネルギーは概して、SEMの場合よりも顕著に高い（たとえば300keV vs 10keV）。関連する理由として、TEM内で調査される試料はまた概して、SEM内で調査される試料よりも薄い必要がある。従来の電子顕微鏡では、撮像ビームは、所与の撮像期間中の拡張された期間「オン」状態である。しかし相対的に短い「フラッシュ」又は「バースト」に基づいて撮像が行われる電子顕微鏡も利用可能である。係る方法はたとえば、動く試料又は放射線感受性を有する試料の撮像を試みるときに潜在的な利点がある。
【００１３】
TEM内での前記撮像ビームが調査中の試料へ入り込むので、前記試料は、（上述したように）相対的に薄い必要があり、かつ、前記電子ビームを妨害しない試料ホルダ上に設けられる必要がある。これらの要件は、ある種類の試料の場合では重大な課題となることがある。特に、水性液体中で保存及び調査される必要のある生体試料（たとえば細胞、細胞成分、単細胞有機体等）のCPMでの調査は重大な課題に直面しうる。それは以下のような理由による。
−  CPMの（擬）真空環境へ導入される水性液体は、脱ガス/沸騰し始めることで前記試料を劣化させがちである
−  これを防止するため、前記試料は最初、前記真空への導入前に冷凍されうる
−  しかし（鋭い）氷の結晶の生成によって引き起こされる前記試料への損傷を防止するように、顕著な氷の結晶化を起こさない試料のガラス化（アモルファス、ガラス状の相への固化）を実現されるため、前記冷凍は概して非常に迅速に行われなければならない。
−  このガラス化過程から得られる試料は、前記CPM内において衝突ビームが有効に侵入する程度に十分薄くなければならない。しかし支持手段が、ビーム侵入に影響を及ぼさないように、前記試料は、その端部によって又は少なくとも非常に薄い試料ホルダ上で支持されなければならない。
【００１４】
これらの要件のため、前記試料の侵入は重大な技術的課題なりがちである。
【００１５】
「技術分野」で述べた方法は、非特許文献1に記載されている。非特許文献1は基本的に、グリッド状試料ホルダ（直径3mmの銅のグリッドで、カーボン膜、開口部のサイズは典型的には70〜200μmで、穴のサイズは〜2μmで、穴間の典型的なピッチは〜1-5μm）と、前記試料ホルダが沈められる寒剤液との間でのストロボスコピックに解析された時間分解熱接触プロファイルの研究に関心を置いている。この点では、非特許文献1は、寒剤への試料ホルダの「垂直浸漬」（前記試料ホルダの面が前記寒剤の露出した表面に対して垂直）と「水平浸漬」（前記試料ホルダの面が前記寒剤の露出した表面に対して平行）との差異について論じている。また非特許文献1は、水平浸漬を、垂直浸漬よりもより均一なガラス化を実現する（前記試料から前記寒剤への伝熱がより均一であるため）方法として提案している。しかし非特許文献1は、試料調製の他の重要な側面には（実質的に）関心を持っておらず、特に試料汚染の問題を解決できていない。
【００１６】
本発明の先行研究において、本願発明者等は、上述の「水平浸漬」法が一貫して、顕著な汚染に悩まされる試料を生成しがちであることに気づいた。たとえば従来技術に係る方法を用いて得られたガラス化試料の1μm×1μm部分を示す図3Aを参照して欲しい。用いられた倍率(〜30k)では、この正方形は基本的に擬均一なグレイカラーでなければらならない（なぜなら試料中の上述の調査用試料は小さすぎてこの画像中では解像できないためである）。しかし図から明らかにわかるように、試料上には暗いドット状のものが分布している。これらの汚染部が存在することで、CPMにおける試料の後続の分析は大きく妨害される恐れがある。なぜならこれらの汚染部は、荷電粒子のCPM撮像ビームの散乱サイトとして振る舞うからである。具体的な調査用試料が偶然、係る汚染物の視線と一致する場所にある場合、その具体的な調査用試料をCPMを用いて満足行くように観察することはできない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】カザス(Kasas)他、Vitrificationof cryoelectron microscopy specimens revealed by high-speed photographicimaging、Microscopy誌、第211巻、2003年、pp.48-53
【非特許文献２】マーク(Marc)他、Cryo-negativeStaining Marc Adrian,Micron誌、第29巻、Elsevier Science Limited社、1998年、pp.145-160
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、上述の問題を解決することである。具体的には本発明の目的は、上述の汚染問題が緩和される試料のガラス化処理を供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記及び他の目的は、「技術分野」で述べた方法によって実現される。当該方法は、前記薄膜が前記寒剤と接触する直前に、前記第2主要面の方を向くノズルから極低温流体の噴流を前記薄膜へ付与することを特徴とする。
【００２０】
本発明に想到する実験において、本願発明者等は上述の汚染部をしっかりと調査した。TEM断層撮像を用いることによって、本願発明者等は、前記汚染部が、前記試料の「背面」−つまり水平浸漬中に前記寒剤液とは反対を向く面−で生じたことを確認できた。組成分析から、前記試料の他の部分がガラス化した一方で何とか形成された氷の表面の島が汚染部であることが明らかになった。さらなる調査後、本願発明者等は、前記試料の前面が前記寒剤液に接触することで、前記試料中に存在する液体の水自体が前記試料の背面から浸出し、この浸出した水が凍って（前記寒剤液によって前記試料内部でアモルファス状に固化する前に）表面の氷になったという結論にたどり着いた。このように結論にたどり着いたことで、本願発明者等は、係る浸出を防止する方法を考えた。本願発明者等は偶然、前記極低温液と前記試料の前面とが接触する直前に、前記試料の背面に極低温流体の噴流を付与することによって、前記試料の背面がガラス化されることで、前記試料からの液体の水の浸出を許さないバリアが生成されるという知見に想到した。本発明の処理の結果、たとえば本発明を用いて得られたガラス化試料の1μm×1μm部分の正方形を表す図3Bで表されているように、従来の広範囲に広がった汚染部は劇的に減少した。本発明を用いて得られたガラス化試料には、図3Aにおいて支配的であった汚染部が基本的に存在しない。
【００２１】
本願においては以下のことに留意して欲しい。
−  前記水性の薄膜の背面へ勢いよく噴出される前記極低温流体について、「流体」という用語は、気体若しくは液体、又は、ハイブリッド状態−たとえば噴霧体又は蒸気−を含むように広義に解されなければならず、かつ、「極低温」という語句は、（繰り返しになるが）-150℃以下の温度を指称すると解されなければならない。
−  前記極低温流体と前記液中の寒剤は、同一組成/温度を有する必要はない（しかし望ましい場合にはその限りではない）。たとえば前記寒剤が-178℃での液体エタンである一方で、前記極低温流体は、-160℃（かつ<10ppmの水）で実質的に乾燥する窒素気体であって良い。
−  「ノズル」という用語は、時間的に定義された量の極低温流体を供給することのできる任意の供給装置を指称するものと広義に解されなければならない。係る時間的定義とはたとえば、制御可能なバルブ若しくはシャッターの助けを借りて、及び/又は、前記試料の背面上方の位置へ入り込む/から飛び出すようにノズルを急激に動かすことのできる機構を用いることによって実現されうる。噴流のタイミング/期間はたとえば、前記試料ホルダを前記寒剤へ沈めるのに用いられる自動機構（によって設定される設定点）によって支配されて良い。便宜上、管/導管は、要求される極低温流体（又はその前駆体）を前記ノズルへ供給するのに用いられて良い。
−  前記薄膜が前記寒剤に接触する「直前」という条件は、前記噴流が前記接触の前の200ms以内−好適には100ms以内で、より好適には10〜50ms以内−で始まることを意味すると解されなければならない。
【００２２】
これらの点は以降でより詳述される。
【００２３】
本発明の特別な実施例では、前記極低温流体は実質的に乾燥した極低温気体である。様々な試験において、本願発明者等は、一般的には、気体は相対的にノズルへの供給とノズルからの放出が容易であること、及び、気体が前記寒剤液と干渉（混合）すること及び/又は前記試料/試料ホルダにくっつくのを防止することは相対的に容易であることがわかった。これは、他の状態の極低温流体が利用できないというのではない。たとえば流体が液体である場合、その流体は一般的に、気体である場合よりも顕著に高い熱容量を有する。これは状況によっては有利となりうる。しかし上述の実際の側面（使いやすさ）は一般的に、そのような利点よりも重要である。前記試料周辺での意図しない結晶の氷の導入を防止するため、前記の使用される極低温気体は実質的に乾燥していなければならない。たとえば-160℃の窒素気体が<10ppm（好適にはそれ以下）の水蒸気と共に用いられて良い。他の気体−たとえばHe、Xe、Ar、Ne等−が原則として用いられて良い。しかし係る気体は、より高価であり、かつ、窒素よりも取り扱いが難しい。
【００２４】
前段で述べた本発明の実施例の特別な態様では、前記噴流中での極低温気体は、前記第2主要面の少なくとも一部に沿って実質的な層流となる。前記層流の利点は、前記気体が、予測可能かつ制御可能なように前記第2主要面（及びその内部の（複数の）開口部の内部）と実質的に均一に熱的接触を起こすことである。（たとえば）前記層流の速度は、必要な場合には、前記試料から前記極低温流体への伝熱率に影響を及ぼすために調節されて良い。対照的に、非層流/乱流は均一にならない傾向があるので、噴流が相対的に低い圧力のポケット−そのポケット内では、前記試料から前記噴流への熱伝導は最適ではなく、係るポケット内部で意図しない氷の生成という付随的危険性が存在する−を含む危険性が生じる恐れがある。このことは、非層流の流体の噴流が本発明では用いることができないと言っている訳ではない。しかし確率論的/十分に制御できないという特性のため、非層流の流体の噴流の利用は魅力的な選択肢とはなり得ない。
【００２５】
気体が前記極低温流体として用いられる場合、前記気体は、極低温で前記ノズルから放出される必要がある。極低温よりも高い温度（たとえば室温）での気体はたとえば、熱交換器（この用語は任意の適切な冷却装置を含むものとして広義に解釈されなければならない）を通り抜けることによって適切に冷却されて良い。前記熱交換器はたとえば、容器内のコイルに巻かれた中空パイプを含んで良い。前記容器は、極低温液体（たとえば液化窒素）で充填されて良い（又は前記容器には、極低温液体（たとえば液化窒素）流されて良い）。冷却されるべき前記気体（たとえば室温での窒素）は、前記パイプへ入り込んでから通り抜けて良い。前記パイプから、前記気体は放出される。前記のコイル状に巻かれたパイプが十分に長くて薄い壁を有する場合、前記容器内の液体は、十分に冷えて十分な量だけ存在する/補充され、前記パイプ内での気体の流量は大きすぎない場合、前記パイプから放出される気体は極低温となる。前記気体が前記熱交換器の直列配置が、たとえば多段階/カスケード冷却を実行するのに用いられて良い。異なるシナリオでは、前記熱交換器はたとえば、（たとえばピストン系機構を用いて）流入気体を急激に膨張させることによって冷却する断熱冷却器を用いても良い。上記及び他の代替シナリオは、当業者容易に想到しうるものである。理想的には、前記熱交換器から放出される冷却された生成物は、純粋に極低温気体で構成される。しかし前記熱交換器によって得られる温度が、問題となっている前記気体の沸点/凝固点に接近すると、前記流入気体の一部が（擬）液体状態−たとえば液滴の蒸気又は霧−で放出される。たとえば1atmの窒素気体の場合では、液体への凝固は、約-196℃の温度で起こり始める。この文脈では、本発明の特別な実施例では、前記ノズルへ供給される気体は、以下の段階を有する方法を用いることによって極低温に冷却される。
−  非極低温の気体を熱交換器の流入口へ供する段階；
−  前記熱交換器の流出口から極低温の気体/蒸気混合物を取得する段階であって、前記蒸気は前記気体の凝集液滴を含む段階；
−  前記気体/蒸気混合物から極低温気体を抽出する段階、及び、前記の抽出された気体を用いて前記噴流を生成する段階；
である。
【００２６】
本発明の実施例の特別な態様では、前記気体/蒸気混合物流から極低温気体を抽出する段階は、以下の処理のうちの少なくとも1つを有する。
−  前記流と実質的に交差する方向で前記流からの前記気体を吸い込む段階；
−  前記流と実質的に交差する方向で前記流からの前記気体を吹き出す段階；
これらの方法は、前記気体/蒸気混合物中の気体の密度が、前記蒸気中での凝集液滴の密度よりも小さいことを利用して、前記液滴の横方向変位を最小にする一方で、圧力勾配を利用することで、前記流からの気体を横方向に吸い込み/吹き出すことを可能にする。これらの知見を利用することで、様々な取り得るノズル設計が考えられる。たとえば以下のようなノズル設計が考えられる。
(i)  環状断面を有する第1パイプが、円形試料ホルダの背面に対して垂直で中心に位置する落下する環状「カーテン」内に混合気体/蒸気流を案内するのに用いられて良い。前記環状断面の内径は前記試料ホルダの直径よりもある程度大きい。それによりこのカーテンは、前記試料ホルダの周囲の外側へ落下しようとする。第2パイプは、前記第1パイプの円筒軸に沿って同心円状に配置される。このとき一の端部は前記試料ホルダ上方に位置し、かつ、他の端部は吸入器に接続される。これにより、前記試料ホルダの端部から中心への円対象な圧力勾配が生成される。この圧力勾配は、前記環状カーテンから極低温気体を引き込み、かつ、前記極低温気体を前記試料ホルダの背面にわたって前記第2パイプへ向かって入り込むように流す。この流れは、（たとえば）前記第2パイプと前記吸入器との間のバルブを急激に開閉することによって噴流として付与されうる。たとえば図4Aを参照のこと。
(ii)  係る設計の変化型では、前記第1パイプは、もはや環状断面を有する必要がなく、前記試料ホルダの一の面（周辺の外側）に設けられる。これにより、落下する気体/蒸気混合物の「接線方向の」カーテンが生成される。前記第2パイプも同様に成形/サイズ設定/条件設定される。ただし前記第2パイプは、前記第1パイプとは（前記試料ホルダの中心に対して）正反対に位置する。この場合、前記第2パイプと接続する吸入器は、前記接線方向のカーテンから極低温気体を引き込み、かつ、前記極低温気体を前記試料ホルダの介在する背面にわたって前記第2パイプへ向かって入り込むように流す。繰り返しになるが、この流れは、（たとえば）前記第2パイプと前記吸入器との間のバルブを急激に開閉することによって噴流として付与されうる。たとえば図4Bを参照のこと。
【００２７】
様々な他の実施例の設計及び実装は、当業者の創作能力の範囲内である。図4Cは図4Bの状況と似た状況を図示している。ただし用いられた熱交換器からの生成物は、気体の液滴の混合物ではなく気体しか含んでいない点は除く。係る状況はたとえば、前記熱交換処理の温度制御をより正確に行うことによって実現されうる。
【００２８】
前記水性液体薄膜の背面を満足行くようにガラス化するため、本発明のノズルからの極低温流体への曝露は急激でなければならない−それ故に「噴流」という言葉が用いられる。前記ノズルから極低温流体への曝露がより段階的である場合、前記薄膜の背面が（少なくとも部分的に）、アモルファス状に固化するのではなく結晶状態で凍結してしまう。これは本願発明においては望ましくない。本発明の噴流のタイミングと期間は、様々な因子−具体的には前記試料が（垂直方向に）前記寒剤液へ沈められるときの速度（典型的には約2〜3m/sのオーダーであって良い）、噴流内での極低温流体の温度、パラメータ（たとえばノズルによって生成される圧力/流れのパターン）−に依存して調節/最適化されうる。経験的には、単に一般的なガイダンス目的として与えられる場合には、以下のパラメータが本発明においては用いられ得る。
−  噴流は、前記薄膜が前記液内の寒剤と接触する前の時間Tで開始される。Tは1〜100ミリ秒の範囲内で選択される。
−  前記噴流は期間ΔTだけ続く。ΔTは1〜100ミリ秒の範囲内で選択される。
【００２９】
当業者は、本発明の所与の実施例に係る設定及びパラメータに適合するようにTとΔTの独自の値を選択することができる。
【００３０】
上述の議論−特に前段落の議論−を参照すると、本発明は、実質的に平坦な試料ホルダ上に供される試料を沈めて冷却する装置を供する。当該装置は：
−  前記試料ホルダの端部をつかんで、実質的に水平な向きに保持するのに用いられ得るアーム；
−  所与の水平レベルで露出された上面を有するように、寒剤液で少なくとも部分的に充填されうる容器；
−  前記アームを前記容器内へ移動させることで、前記アーム中の試料ホルダを、前面を下方に向けた状態で前記水平レベルより下に沈めることを可能にするのに用いられ得る落下機構；
を有し、さらに：
−  前記試料の背面に制御可能な極低温流体の噴流を付与する付与機構；
−  前記試料ホルダが前記水平レベルと交差する直前に前記噴流を生じさせるように、前記落下機構と前記付与機構と接続する制御装置；
を有することを特徴とする。
【００３１】
当該装置について、以下のことに留意して欲しい。
−  前記アームは、前記試料ホルダを水平に保持するのに用いることが可能で、かつ、前記容器の周囲の内部に適合する任意の構造/付属物であって良い。前記試料ホルダをつかむのに用いる機構は、自由に選ぶことができる。前記機構には、たとえばある主のピンセット、又は磁気クランプ、又は前記試料ホルダ上の対応する開口部と協働するピンが含まれうる。
−  前記容器は、前記の選ばれた寒剤の本体を保持するのに役立つ液体を密閉する任意の容器であって良い。前記容器は、前記試料ホルダを所望の深さに沈めることができるのに十分な深さで、かつ、浸漬中に前記アーム/試料ホルダの入口を収容するのに十分な広さである。前記容器は、（相対的に小さな）デュワー又はフラスコ又は断熱（たとえばセラミック）カップであって良い。
−  前記落下機構は任意の形態をとって良い。前記落下機構はたとえば、機械的又は電磁的に解放することによる自由落下機構を用いて良い。あるいはその代わりに前記落下機構は、前記アームを前記容器内へ「勢いよく放り込む」(catapult)ように選択的に始動させることが可能なある種のバネ/弾性機構を用いて良い。あるいはその代わりに前記落下機構は、前記アームを前記容器内等へ入り込むように能動的に駆動させるように機能しうるアクチュエータ（たとえばピエゾモータ又はリニアモータ）を用いて良い。
−  前記付与機構は基本的に、命令に応じて極低温流体の噴流を放出するのに用いられ得る制御可能なノズルを有する。たとえば前記アームと共に動き、かつ、前記容器内へ落下する間に前記試料ホルダの背面に案内されるバルブで操作されるノズルが考えられる。あるいはその代わりに、既定で前記試料ホルダの上方に位置するのではなく、前記試料ホルダの上方の場所/前記試料ホルダを通り過ぎた場所であって選択可能な地点を掃引するノズルも考えられ得る。前記ノズルはたとえば、可撓性管/導管を介して極低温流体の容器に接続されて良い。あるいはその代わりに前記ノズルは、独自の「組み込まれている」（小型）容器を有しても良い。
−  前記制御装置はコンピュータプロセッサであって良い。前記制御装置は、様々な方法で前記噴流のタイミングを決定−たとえば単純に過去の校正基づくか、又は、測定装置（たとえば光エンコーダ、干渉計、容量センサ、フォトダイオード等）の出力を利用することで落下する前記アーム/試料ホルダの（瞬間の）位置/速度のリアルタイム測定に基づいて前記噴流の発生/期間を決定−して良い（能動的手法）。
【００３２】
当業者は、これらの点を理解し、かつ、所与の状況の詳細に従って様々な実施形態を選択及び実施することが可能である。
【００３３】
前記試料が沈められる前記寒剤液に関して、使用される寒剤については様々な取り得る選択肢が存在する。たとえば様々な当業者が、液体エタン/プロパン混合物を用いたことを報告している。本発明の特別な実施例では、前記液中での寒剤は、-160℃〜-183℃の温度の液体エタン（実質的に他の成分を含まない）を含む。試料を沈めて冷却することでガラス化するとき、「冷たければ冷たいほど良い」という原則に固執しがちである。しかし約-183℃では、本願発明者等は、液体エタンが、たとえば前記試料ホルダにまとわりつくことで浸漬過程を妨害し始めるように粘性を持つようになることを発見した。従ってこのレベル（たとえば-178℃）よりも高い温度が一般的には好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】試料を沈めて極低温にまで冷却する従来技術に係る装置の側面図を示す。
【図１Ｂ】図1Aの装置に本発明による修正を行った後の図を示している。
【図２】水性液体の薄膜を有する試料を保持するのに用いられ得る試料ホルダの特別な実施例の上面図（上）、断面図（中央）、拡大図（下）を示している。
【図３Ａ】グリッド上で調製されて従来技術による浸漬方法を用いてガラス化された水性液体試料の低倍率TEM画像を示している。
【図３Ｂ】グリッド上で調製されて本発明による浸漬方法を用いてガラス化された水性液体試料の低倍率TEM画像を示している。
【図４Ａ】本発明の実施例における応用に役立つ様々なノズル/流れの構造の断面図を示している。
【図４Ｂ】本発明の実施例における応用に役立つ様々なノズル/流れの構造の断面図を示している。
【図４Ｃ】本発明の実施例における応用に役立つ様々なノズル/流れの構造の断面図を示している。
【図５】本発明との併用に役立つ荷電粒子顕微鏡の断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
ここで典型的実施例と添付図面に基づいて本発明についてより詳細に説明する。
[比較例（従来技術）]
図1Aは、試料を浸漬によって極低温に冷却する従来技術に係る装置1の概略的断面図を示している。試料は試料ホルダS上に保持されている（詳細は図2に示されている）。以降の説明では直交座標系XYZが用いられていることに留意して欲しい。図示された装置1は以下を有する。
−  試料ホルダSを端部（付近）でつかんで実質的に水平方向（XY平面に対して平行）に保持するのに用いられ得るアーム3。このアーム3は、たとえばピンセット作用を利用して試料ホルダSをつかむつかみ部3aを有する。必要な場合には、試料ホルダSは、つかみ部3aによって容易につかむことを可能にする小さな突起（図示されていない）を有して良い。
−  寒剤7が所与の水平レベルHで露出した上面9を有するように寒剤7の液で少なくとも部分的に充填され得る容器5（たとえばデュワー）。この上面9は、相対的に小さなメニスカス効果を無視すれば実質的に水平である。
−  アーム3（の少なくとも一部）を容器5へ入り込むように動かすことで、アーム3（のつかみ部3a）上/内の試料ホルダSを水平レベルHよりも下に沈めることを可能にするのに用いられ得る落下機構11a,11b。このとき試料ホルダSの前面Sfは下方を向いている（Z方向に対して平行である）。図示されているように、落下機構11a,11bは、棒11bに沿ってZ方向に対して平行な方向（矢印11cによって示されている）に上下動しうるスライダ11aを有する。浸漬中でのスライダ11aの下方の運動はたとえば、上述したように、自由落下、勢いをつけた落下、又は動力による落下であって良い。図の構成では、線形モータ（図示されていない）がスライダ11a内に供され、かつ、この線形モータは棒/ステータ11bに沿って作動する。
【００３６】
図2は、図1Aの装置1と併用されうる試料ホルダSの特別な実施例のより詳細な（概略）図を示している（縮尺は正確ではない）。この特別な型の試料ホルダSは通常、「グリッド」又は「自動グリッド」と呼ばれる。この試料ホルダSはCuワイヤ製の輪21aを有する。輪21aの直径は約3mmで、かつ、ワイヤの直径は（典型的には）約50〜100μmである。まっすぐなワイヤ部21bは輪21a内部に取り付けられる。まっすぐなワイヤ部21bは、直交するグリッドパターンを構成するように配置される。よって（実質的には正方形の）開口部（穴/窓）23のマトリックス状のアレイが画定される。図2の中央部分は、直径A-A’に沿ってとられた図の上側部分の横方向断面図を示している。図2の中央部分は、試料ホルダSが実質的に平坦（平面状）の形態を有することを示している。このとき対向する第1主要面(S1)と第2主要面(S2)は互いに実質的に平行である。任意の所与の開口部23は、これらの主要面S1,S2と「接続」する。それにより開口部23は、第1主要面S1と第2主要面S2との間での接続路として機能する。図示されているように、膜25は、第1主要面S1上に広がっている（そして任意で、たとえば接着剤又は溶融結合を利用することによってワイヤ21bに固定される）。この膜25はたとえば、炭素質材料−たとえばナイロン又はグラフェン−を含み、かつ、約0.3nm〜数百nmの（Z方向での）厚さを典型的には有する。膜25は分布した複数の穴27を有する。複数の穴27が分布した様子は、図2の下部の詳細図で明確にわかる。これらの穴27は典型的には、約2μmのオーダーの（Xy平面に対して平行な）直径を有する。基本的には、グリッド構造21a,21bは膜25の足場として機能し、かつ、膜25は穴27の支持構造として機能する（そのため膜25は「穴の開いた炭素支持体」と呼ばれることがある）提供されて支持されるべき最終的な「試料」は穴27内部に−所与の各穴27にわたって広がる水性液体の薄膜として存在する。水性液体は、内部に懸濁した1種類以上の調査用試料を含み、（とりわけ）表面張力効果によって適切な場所に残される。
【００３７】
上述した図2に図示されている試料ホルダS（グリッド21a,21b+穴の開いた膜25,27）はたとえば、米国のテッドペラ株式会社(Ted  Pella  Inc.)から市販されている。またドイツのクワンティフォイルマイクロツール株式会社（Quantifoil  Micro  Tools  GmbH）から製造前の穴の開いた炭素薄膜（穴の開いた膜25,27に相当する）を購入することも可能である。原則的には、本発明で用いられる試料ホルダSは基本的に、1つの開口部23と1つの穴27しか必要としない。しかし複数の開口部23と複数の穴27は、本発明では可能で、かつ、一般的には有利である。なぜなら複数の開口部23と複数の穴27を備えることで、より多くの試料材料が試料ホルダSの所与の面積上に存在することが可能となるからである。
【００３８】
水性液体の薄膜29は、技術文献に十分に記載されていて当業者に知られた方法を用いることによって、試料ホルダSの様々な穴27内に供されて良い。一の既知の方法では、吸い取り紙（図示されていない）が、試料ホルダSの表面S1に抗するように押され、続いて問題の水性液体によって湿り気を帯び、最終的に試料ホルダSから除去（剥離）される。その結果、（ほとんどの）開口部27には、水性液体の（小さな）薄膜29が与えられる。水性液体の（小さな）薄膜29は表面張力効果によって開口部27内部で広がる。この種類の方法はたとえば非特許文献2に記載されているので、本願ではこれ以上詳述しない。
【００３９】
ここで図1を参照すると、一旦試料ホルダSに、上述の水性液体の薄膜29が供されると、試料ホルダSは、表面S1上の膜25が下方の容器5の方を向くようにアーム3のつかみ部3a上に設けられて良い。その結果、ホルダSの前面Sfが形成される（表面S2は背面Sbを形成する）。適切な寒剤7（たとえば液体エタン）の液が容器5内に供される。その後落下機構11a,11bが、試料ホルダSを寒剤7へ急激に−たとえば約2m/sの速度で−沈めるのに用いられる。係る処理はたとえば非特許文献1に記載されている。試料ホルダSがこのようにして浸漬冷却された後、試料ホルダSは寒剤7から取り出され、かつ、CPMでの調査が行われるまで極低温に維持することが可能な極低温ホルダ（図示されていない）上/内に設けられて良い。
【００４０】
上述したように、本願発明者等は、この従来技術に係る方法が、試料の品質という点では満足行かない結果しかもたらさないことを発見した。より詳細にはこのようにして冷却された試料は、深刻な汚染を示しがちである。図1Aに図示された上述の従来技術に係る装置/方法を用いて浸漬冷却されて相対的に低倍率の極低温TEMを用いて撮像される水性液体の薄膜29（問題の水性液体内に懸濁する調査用の小さな生体試料は小さすぎて見えない）の1μm×1μmの正方形部分（タイル）を表す図3Aで、この効果は示されている。基本的に均一/汚染物のない画像であるべきものに、暗いドット状の斑点31が存在する。上述したように、本願発明者等は、これらのもの31が実際には、浸漬中に寒剤7から上方/反対を向く薄膜29の面上に形成された氷の表面島であることを確かめた。これらの斑点31が存在することで、共通の視線上に存在する調査用試料が見えにくくなり、かつ、薄膜29の調査に用いられる荷電粒子ビームでの意図しない散乱効果が起こってしまう。
[実施例1]
先の比較例で説明した負の効果（薄膜29の比較用の汚染）を解決するため、本願発明者等は、上述の従来技術に係る装置/方法を修正した。本発明による浸漬冷却装置1’の例が図1Bに示されている。図1Bに図示された本発明による浸漬冷却装置1’の例は、図1Aの装置と多くの特徴を共有する（これらの共有された特徴には同一の参照番号が与えられている）。しかし図1Bに図示された本発明による浸漬冷却装置1’の例は、さらなる特徴/態様を含む。
【００４１】
特に装置1’は、アーム3の付属物3b上に設けられるノズル13を有する。その際ノズル13は、試料ホルダSの背面Sbの方を向き、かつ、試料ホルダの前面Sfが水平レベルHに到達する直前に、制御された極低温流体の噴流15を背面Sbへ供給しうる。ノズル13は、可撓性管/導管13bを介して生成ユニット（熱交換器/容器）に接続される。この生成ユニット13aは、ノズル13によって要求される極低温流体の供給分を生成/保存するのに用いられて良い。この場合、協働する13aと13bの組み合わせは、噴流15を供給する付与機構を有するものと考えられ得る。噴流15のタイミング/期間は、制御ライン17’によって装置1’の重要な構成要素に接続される制御装置17（たとえばコンピュータプロセッサ）によって制御される。図示されているように、制御装置17は以下と接続する。
−  たとえばノズル13からの流出に対する極低温流を制御する付与バルブ又はシャッターのような付与機構13,13a,13b
−  たとえばスライダ11aを下方へ運動させるアクチュエータ/解放機構のような落下機構11a,11b
−  いつ試料ホルダSが水平レベルHと交差しようとするのかを判断するのに用いられる装置19。係る装置19はたとえば、光エンコーダ、又は試料ホルダSの落下によって妨害される光ビームと協働するフォトダイオード、又は試料ホルダS（又はアーム3の所与の部分）の位置を認識する画像認識ソフトウエアを用いるカメラを有して良い。必要な場合には、装置19は、浸漬中での試料ホルダSの落下速度を決定するのに用いられても良い。
【００４２】
上述したように、装置19は実際は任意である。代わりに、試料ホルダSが水平レベルHを交差する瞬間を従来技術に係る校正法に基づいて予測されて良い。必要な場合には、水平レベルHを実質的に一定に保つ努力が−たとえば容器5を、寒剤7が定常的に流入出する「オーバーフローカップ」として実装することによって−なされて良い。
【００４３】
特別な（非限定的な）例では、
−  試料ホルダSは2m/sでレベルHを交差する。
−  試料ホルダSがレベルHを交差して、レベルHが1〜10msの期間(ΔT)持続する前に、ノズル13は、1〜10msのうちに極低温気体の噴流を付与する。
−  噴流15において用いられる極低温流体は、-160℃で、かつ、圧力が100〜1000mbar/流量が0.1〜3l/minの乾燥窒素気体である。
−  ノズル13（の排出口）は、試料ホルダSの背面Sb上方の0.2〜2mmに設けられる。
【００４４】
上述したように、本発明による噴流15の効果は、膜29の下方を向く面が容器5内の寒剤7と接触する直前に、薄膜29の上方を向く面をガラス化することで、水が前記上方を向く面から浸出するのを防止することである。この封止層の最終的な効果は、薄膜29上での氷の上述した表面島の生成を防止することである。上述の図1Bに図示された装置/方法を用いて浸漬冷却され、かつ、極低温TEMを用いて図3Aと同一の倍率(30k)で撮像された水性液体の薄膜29の1μm×1μmの正方形部分（タイル）を示す図3Bによって、この効果は劇的に表されている。図3Aにおいて支配的である暗い部分31が存在しないことに注目して欲しい。
【００４５】
試料ホルダSが、寒剤7の液に沈められて、かつ、寒剤7の液から取り出された後であって、試料ホルダSが後続の貯蔵/輸送のために極低温ホルダ内に設けられる前に、上に存在する過剰な寒剤を流すことができるように、試料ホルダSをわずかに傾けることはいい考えであり得る。
[実施例2]
図4Aは、本発明との併用に適したノズル13の特別な実施例の断面図を示している。図示されたノズル13は、上述の(i)型で、かつ、以下を有する。
−  円形の試料ホルダSの背面の中心に位置して環状の断面を有して、かつ、試料ホルダSの直径よりもある程度長い内径を有する第1パイプ（ボア/チャネル/通路）41。このパイプ41は、（たとえば図1Bに図示された管13bからの）流入流41iと、（主な）流出流41oを有する。この特別な実施例では、流入流41iは、Z方向に対して平行な環状の「カーテン」内に落下し、かつ、（主として）試料ホルダSの周囲の外側を通る気体/液滴の混合体の流れ41mを有する。
−  第1パイプ41の円筒軸に沿って同心円状に配置される第2パイプ（ボア/チャネル/通路）43。第2パイプ43の一の端部は試料ホルダSの上方に位置し、かつ、第2パイプ43の他の端部は吸入器/吸入装置（図示されていない）に接続される。この配置は、試料ホルダSの端部から中心部までの円対称な圧力勾配を生成する。この圧力勾配は、極低温気体（凝縮液滴ではない）を環状流41mから引き込み、かつ、試料ホルダSの背面全体にわたって第2パイプへ流入させる。その結果、極低温気体43gからパイプ43への流入流43iと吸入器への対応する流出流43oが生成される。
【００４６】
極低温気体43gの流れ43iは、（たとえば）第2パイプ43と吸入器との間の流出バルブ、又は、第1パイプ41の上流の流入バルブを急激に開閉することによって、噴流の状態で付与されて良い。
【００４７】
あるいはその代わりに、「前進と後退（advance  and  withdraw）」計画が用いられても良い。「前進と後退」計画によって、ノズル13は、簡単に試料ホルダSの背面Sbの上方の位置へ掃引/押し出しされる。その結果ノズル13は、少量の極低温気体43i/43gを供給する位置に瞬間的に設置される。
【００４８】
図4Aはまた、（必要な場合に）混合流41mから気体流43gを取り出す処理を支援するのに用いられ得る任意のメッシュ45をも表している。
[実施例3]
図4Bは、本発明との併用に適したノズル13の別な実施例の断面図を示している。図示されたノズル13は、上述の(ii)型で、かつ、以下を有する。
−  試料ホルダSの一の面（でその周囲の外側）に設けられる第1パイプ（環状の断面を有する必要はない）41。このパイプ41は、（たとえば図1Bに図示された管13bからの）流入流41iと、（主な）流出流41oを有する。繰り返しになるが、流入流41iは気体/液滴の混合体の流れ41mを有する。流入流41iは、Z方向に対して平行な接線方向の「カーテン」内に落下し、かつ、試料ホルダSの周囲の外側を通る。
−  同様の形状/サイズ/状態に設けられた第2パイプ43。ただし第2パイプ43は、第1パイプ41から（試料ホルダSの中心に対して）直径方向にわたって設けられる。吸入器（図示されていない）は第2パイプ43に接続される。これは、接線方向のカーテン41mから（凝縮液滴の存在しない）極低温気体43gを引き込む。その結果、流れ43iは、試料ホルダSの介在する背面にわたって第2パイプ43へ流入する（第2パイプ43から流れ43iは、吸入器への流出流43oとして放出される）。
【００４９】
繰り返しになるが、極低温気体43gの流れ43iは、（たとえば）第2パイプ43と吸入器との間の流出バルブ又は第1パイプ41の上流の流入バルブを突然開閉することによって噴流の状態で付与されてよい。
【００５０】
上述したように、「前進と後退（advance  and  withdraw）」計画が用いられても良い。「前進と後退」計画によって、ノズル13は、簡単に試料ホルダSの背面Sbの上方の位置へ掃引/押し出しされる。その結果ノズル13は、少量の極低温気体43i/43gを供給する位置に瞬間的に設置される。
[実施例4]
図4Cは、図4Bの状況と類似した状況を図示している。ただし図4Cでは、流入流41iは、気体/液滴の混合体ではなく極低温気体41gを含む。この差異はたとえば、図1Bの生成ユニット13aにおけるより効率的な温度制御の結果であり得る。気体41gは、極低温に冷却されるが、沸点/凝固点（窒素気体の場合であれば-196℃）に余りに近い温度にまでは冷却されない。
[実施例5]
図5は、本発明との併用に役立つ荷電粒子顕微鏡Mの実施例の概略図である。図では、真空筐体2は、CPM-この場合ではTEMである-を封止する。図示されたTEMでは、電子源4（たとえばショットキーガン）が、電子光学鏡筒6を通る電子ビームを生成する。電子ビームが通ることで、電子光学鏡筒6は、その電子ビームを試料ホルダSの選ばれた領域へ案内/集束させるように機能する。この電子光学鏡筒6は、電子光学軸8を有し、かつ、一般的には様々な静電/磁気レンズ、偏向器、補正器（たとえばスティグメータ）等を含む。TEMの場合では、電子光学鏡筒6は収束系（を有するもの）として指称されうる。
【００５１】
試料ホルダSは、位置設定装置（台）12によって多重自由度において位置設定されうる。たとえば支持装置10は（とりわけ）、XY平面（図示された直交座標系を参照のこと）内で動かされてよい。そのような運動によって、軸8に沿って進行する電子ビームによって試料ホルダSの様々な領域を照射/撮像/検査することが可能となり、かつ、STEMモードで走査運動を実行することも可能となる。冷却装置14は、支持装置10と緊密な状態で熱的に接触し、かつ、支持装置10を極低温に維持することが可能である。よって本発明によって極低温にまで浸漬冷却された試料ホルダSは、（市販の）（試料ホルダを極低温に維持する）極低温ホルダを用いて搬送可能で、かつ、冷却装置14によって事前に冷却された支持装置10上に検査のために設けられて良い。冷却装置14はたとえば、循環する極低温冷媒を用いて所望の低温を実現及び維持して良い。
【００５２】
軸8に沿って進行する集束電子ビームは、試料ホルダS上の試料（（複数の）水性液体の薄膜）と、様々な種類の「刺激による」放射線を放出させるように相互作用する。そのような「刺激による」放射線には（たとえば）、2次電子、後方散乱電子、X線、及び光放射線（カソードルミネッセンス）が含まれる。必要な場合には、これらの放射線のうちの1種類以上が検出器22の助けを借りることによって検出されてよい。検出器22はたとえば、結合されたシンチレータ/光電子増倍管又はEDX（エネルギー分散X線分光器）であって良い。しかしTEMでの主要な関心は、試料を通過し、試料から放出され、かつ、軸8に沿って伝播し続ける電子である。そのような透過電子は、電子光学投影系24へ入射する。電子光学投影系24は一般的に、様々な静電/磁気レンズ、偏向器、補正器（たとえばスティグメータ）等を有する。このレンズ系24は、透過電子を蛍光スクリーン26へ集束させる。蛍光スクリーン26は、必要な場合には、軸8の経路から外れるように引っ込められてよい。試料の（一部の）画像はレンズ系24によってスクリーン26上に生成される。これは、壁2の適切な部分に設けられた覗き窓を介して観ることが可能である。スクリーン26の引っ込め機構はたとえば、基本的には機械的及び/又は電気的機構に基づいて良い（図示されていない）。
【００５３】
スクリーン26上での画像を見る代わりに、たとえば画素化された電子検出器32-たとえばCMOS又はCCD検出器-が利用されても良い。このため、スクリーン26は引っ込められ（前段落参照）、かつ、電子光学系34は、レンズ系24から放出される電子の焦点を移動させ、かつ、電子を（スクリーン26ではなく）検出器32上に再度案内/集束するように機能する。ここで電子は、制御装置50によって処理可能で、かつ、たとえば♭パネルディスプレイのような表示装置（図示されていない）上で表示可能な画像を生成し得る。あるいはその代わりに、電子光学系34は、たとえばレンズ系24からの電子ビームを複数の（エネルギーが選択された）ビームへ分離するように機能するEELS検出器の役割を果たす。前記複数の（エネルギーが選択された）ビームは、検出器32の様々な領域に衝突する。さらに代替案として、検出器32は、たとえば試料Sによって生成される回折パターンを記録するのに用いられてよい。当業者は、これらの様々な可能性について熟知しているので、本願ではこれ以上説明しない。当業者はまた、必要な場合には、検出器22は、検出器32と類似した型の画素化された検出器であって良いことも理解している。
【００５４】
制御装置（コンピュータプロセッサ）50は、制御ライン（バス）50’を介して様々な図示された構成要素に接続される。この制御装置50は様々な機能-たとえば同期作用、設定点の提供、信号処理、計算の実行、及び表示装置（図示されていない）上でのメッセージ/情報の表示-を供してよい。当業者は、筐体2の内部が、厳密な真空に維持される必要がないことを理解する。たとえば所謂「環境制御型TEM」では、所与の気体の背圧は筐体2の内部で任意に導入/維持される。
【符号の説明】
【００５５】
1  装置
3  アーム
3a  つかみ部
5  容器
7  寒剤
9  露出した上面
11a  落下機構
11b  落下機構
11c  落下機構の移動方向
H  露出した上面の水平レベル
Sf  前面
Sb  背面
13  ノズル
13a  生成ユニット
13b  可撓性管/導管
15  噴流
17  制御ライン
19  装置
21a  輪
21b  ワイヤ部
23  開口部（穴/窓）
25  膜
S1  第1主要面
S2  第2主要面
41  パイプ
43  パイプ
45  メッシュ
【図１Ａ】
0005940621.tif 000002
【図１Ｂ】
0005940621.tif 000003
【図２】
0005940621.tif 000004
【図４Ａ】
0005940621.tif 000005
【図４Ｂ】
0005940621.tif 000006
【図４Ｃ】
0005940621.tif 000007
【図５】
0005940621.tif 000008
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0005940621.tif 000010