[go: up one dir, main page]

WO2014056879A1 - Device and method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device - Google Patents

Device and method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device Download PDF

Info

Publication number
WO2014056879A1
WO2014056879A1 PCT/EP2013/070894 EP2013070894W WO2014056879A1 WO 2014056879 A1 WO2014056879 A1 WO 2014056879A1 EP 2013070894 W EP2013070894 W EP 2013070894W WO 2014056879 A1 WO2014056879 A1 WO 2014056879A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sample holder
transport device
magnet
scanning device
transport
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/070894
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marc Brecht
Martin Hussels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberhard Karls Universitaet Tuebingen
Original Assignee
Eberhard Karls Universitaet Tuebingen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eberhard Karls Universitaet Tuebingen filed Critical Eberhard Karls Universitaet Tuebingen
Publication of WO2014056879A1 publication Critical patent/WO2014056879A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G01Q30/10—Thermal environment
    • 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
    • G01Q30/16—Vacuum environment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/26—Stages; Adjusting means therefor

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device.
  • the sample To scan a sample, the sample must be mounted on the scanner. It is known to attach the sample to a sample holder and attach the sample holder to a scanning device prior to insertion into the cryostat. The sample is then introduced into the cryostat together with the sample holder and the scanning device and cooled down. The cooling down inside the cryostat then takes a very long time, so that a quick sample change is not possible. Also, depending on the nature of the sample itself, the long residence time within the cold and dry environment of the cryostat results in artifacts.
  • the publication US 2006/0081468 A1 discloses a magnetic holding device for holding substrates on a rotating platform, wherein the platform is arranged above a coating source in a vacuum chamber.
  • the magnetic holding device has a permanent magnet that can be moved between a locking position in which the permanent magnet is disposed within a magnetic circuit and a release position in which the permanent magnet is rotated out of the magnetic circuit.
  • US Pat. No. 5,214,342 discloses a scanning device for a microscope, in which a sample holder is attached to the scanning device by means of a permanent magnet. is attached.
  • the scanning device has tubes of piezoelectric material with which the sample holder can then be moved.
  • the invention is intended to improve an apparatus and a method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device.
  • a device for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device is provided for this purpose, in which at least one first magnet is provided on the transport device and / or on the sample holder in order to hold the sample holder on the transport device by means of the at least one first magnet and in which at least one second magnet is provided on the scanning device and / or on the sample holder in order to hold the sample holder by means of the at least one second magnet on the scanning device.
  • the sample holder can thus be transferred from the transport device to the scanning device without mechanical gripping devices, since the sample holder is held both on the transport device and on the scanning device by means of magnetic forces.
  • the device according to the invention thus does not require springs, grippers or other mechanical holding devices for the sample holder, so that there is no need to fear that due to extreme temperatures, for example in a cryostat filled with liquid helium, a mechanical failure of such holding devices occurs.
  • the sample holder can be held securely by means of the at least one second magnet on the scanning device and also a transfer from the transport device to the scanning device is possible quickly and safely.
  • samples in the sample holder can be exchanged quickly and in particular the sample holder can have so little mass that it can also be transferred to the scanning device without cooling and thereby the formation of artifacts by a long pre-cooling time on the samples themselves can be avoided.
  • Permanent magnets and / or electromagnets can be used as magnets.
  • the scanning device is designed to move the sample holder perpendicular to a magnetic field of the first magnet. In this way, by means of a movement of the sample holder by the scanning device of the sample holder can be easily solved by the transport device. Because, as is known, the holding force of a magnet perpendicular to its magnetic field is much lower than parallel to its magnetic field.
  • the at least one second magnet, which holds the sample holder on the scanning device, does not need to be stronger than the at least one first magnet holding the sample holder to the transport device.
  • the second magnet parallel to the magnetic field generated by it generates a greater holding force between the scanning device and the sample holder than the at least one first magnet perpendicular to its magnetic field between the transport device and the sample holder.
  • the sample holder can also be easily detached from the scanning device when the sample holder is then moved perpendicular to the magnetic field of the at least one second magnet, which holds the sample holder on the scanning device by means of the transport device.
  • the at least one first magnet and the at least one second magnet are arranged and configured such that a magnetic field generated by the first magnet between the transport device and the sample holder and a magnetic field generated by the second magnet between the scanning device and the Sample holder at least at the time of transfer of the sample holder from the transport device to the scanning device perpendicular to each other.
  • the sample holder can be transferred from the transport device to the scanning device by means of simple linear movements. Since the magnetic fields of the at least one first magnet and the at least one second magnet are perpendicular to each other during the transfer, the transfer from the transport device to the scanning device and vice versa, even with the same strength first and second magnet each without any problems.
  • a connection between transport device and sample holder by means of a groove / spring connection.
  • a tongue and groove connection together with the holding force generated by the at least one first magnet, a reliable hold of the sample holder on the transport device can be ensured.
  • a magnetic field generated by the at least one first magnet in the region of the tongue and groove connection is aligned perpendicular to a longitudinal direction of the tongue or tongue, so that the Separate sample holder from the transport device by a linear movement parallel to the longitudinal direction of the groove or the spring.
  • the at least one first magnet is arranged on a base of the groove and / or on an end face of the spring.
  • a very advantageous arrangement of the at least one first magnet can be achieved, namely protected at the base of the groove and, in particular in rod-shaped transport device and sample holder, the magnetic field can then be aligned without any problems perpendicular to the longitudinal direction of the tongue and groove joint become.
  • the scanning device is designed to move the sample holder for releasing the sample holder from the transport device relative to the transport device in the longitudinal direction of the groove.
  • a relative movement between the sample holder and transport device can be perpendicular to a magnetic field generated by the at least one first magnet and the transfer of the sample holder from the transport device to the scanning device and vice versa is possible with equally strong first and second magnets.
  • the scanning device is arranged within a cold chamber, wherein the cold chamber has a passage opening for at least section-wise insertion of the transport device.
  • the device according to the invention is particularly suitable for use in cold chambers or high-vacuum chambers, since no mechanically moving grippers or other holding devices are required for transferring the sample holder from the transport device to the scanning device and vice versa. Even at extremely low temperatures, such as in liquid helium, the device of the invention thus works easily.
  • the sample holder is mounted through a lock on the transport device.
  • the sample holder and the transport device are rod-shaped. In this way, the sample holder can be inserted by means of the transport device through a small opening in the cold chamber and also removed from this again.
  • the rod-shaped transport device has a relation to the passage opening slightly smaller cross-section and also rod-shaped sample holder has a relation to the transport device slightly smaller cross-section.
  • the problem underlying the invention is also solved by a method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device and vice versa, in which the steps of holding a sample holder by means of at least one first magnet on the transport device, moving the sample holder together with the transport device until the sample holder is held by at least one second magnet on the scanning device and the movement of the sample holder relative to the transport device, so that the sample holder is completely detached from the transport device, are provided.
  • a purely magnetic attachment of the sample holder can be realized both on the transport device and on the scanning device and specifically a secure transfer from the transport device to the scanning device even within a cold chamber or ultra-high vacuum chamber is possible.
  • the movement of the sample holder relative to the transport device takes place in order to detach the sample holder from the transport device, substantially perpendicular to a magnetic field generated by the at least one first magnet between the transport device and the sample holder.
  • the at least one first magnet and the at least one second magnet can also be formed equally strong and both the transfer of the transport device to the scanning device and the transfer of the sample holder from the scanning device to the transport device without the aid of mechanical gripping devices or switched electromagnet possible.
  • the scanning device is arranged in a cold chamber and holding the sample holder by means of the transport device, the introduction of the sample holder by means of the transport device in a cold chamber and the transfer of the sample holder within the cold chamber of the transport device to the scanning device are provided.
  • the sample holder can be provided outside the cold chamber with the sample and the sample can then, as needed, very quickly introduced into the cold chamber and passed to the scanning device.
  • the pre-cooling of the sample holder is of course possible, since the transfer of the transport device to the scanning device can be done quickly within the cold chamber.
  • the term cold chamber is also understood to mean an ultrahigh vacuum chamber or a cooled space, for example a cryostat.
  • the sample holder is introduced by means of the transport device into a cold chamber filled with liquid gas, in particular liquid helium.
  • liquid gas in particular liquid helium.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are particularly suitable for use in cryostat, as used for example in spectral analysis with microscopes.
  • FIG. 1 shows a sectional representation of a device according to the invention within a partially and cut illustrated cryostat
  • FIG. 2 shows the device according to the invention of FIG. 1 in a first state during
  • FIG. 3 shows the device of FIG. 2 in a second state
  • FIG. 3 shows a sample holder from a transport device on a scanning device
  • FIG. 3 shows a sample holder from a transport device on a scanning device
  • FIG. 4 shows the device of FIG. 2 in a third state
  • FIG. 5 shows the device of FIG. 2 in a fourth state after complete transfer of the sample holder from the transport device to the scanning device
  • FIG. 4 shows the device of FIG. 2 in a third state
  • FIG. 5 shows the device of FIG. 2 in a fourth state after complete transfer of the sample holder from the transport device to the scanning device
  • FIG. 4 shows the device of FIG. 2 in a third state
  • FIG. 5 shows the device of FIG. 2 in a fourth state after complete transfer of the sample holder from the transport device to the scanning device
  • FIG. 6 shows the states illustrated in FIGS. 2 to 5 next to one another to illustrate the course of the movement
  • FIG. 2 shows a device 10 according to the invention for transferring a sample holder 12 from a transport device 14 shown only in sections in FIG. 1 in the form of FIG a holding bar to a scanning device 16.
  • the scanning device 16 has a plurality of components, namely a holder 18 for the sample holder 12 and a plurality of piezo-displacement elements 20, 22, 24 and 26, a movement of the holder 18 in and against the x-, y - and z direction enable.
  • nanometer-accurate raster motion in the x-, y- and z-direction is possible with the piezoscanners over 30nm each.
  • the sample holder 12 and the sample 28 arranged thereon are to be moved into the observation region of a microscope objective 30.
  • the microscope objective 30 is in turn mounted on a translation stage 32, with which the objective 30 can be moved in and counter to the z-direction in order to be able to focus the sample 28.
  • the sample 28 can be moved in front of the microscope objective 30 in order to be able to scan the sample 28.
  • a control unit 27 is shown, with which the piezo-displacement elements 20, 22, 24, 26 and optionally a not shown linear drive for the transport device can be controlled. A transfer of the sample holder 12 from the transport device 14 to the scanning device 16 and vice versa can thereby be carried out automatically, if desired, under the control of the control unit 27.
  • the scanning device 16 and the microscope objective 30 with the displacement table 32 are arranged within a holding cage 34, which has an approximately circular-cylindrical basic shape.
  • the holding cage 34 is inserted into a likewise circular cylindrical cryostat 36 with a circular cylindrical shape, wherein only the innermost wall of the Kryosta- 36 is shown and other, intended for isolation walls are not shown.
  • the cryostat 36 has window openings 38, 40 in order to allow the passage of light radiation, in particular laser light radiation, to the microscope objective 30 and to or through the sample 28.
  • the illustrated device 10 can be used, for example, for a microscope setup, which is provided for the spectroscopy of individual molecules, nanoparticles or proteins by means of laser light.
  • the cryostat 36 is filled with liquid helium, and the holding cage 34 with the scanning device 16, the transport device 14 and the microscope objective 30 and the displacement table 32 arranged therein are then surrounded by liquid helium.
  • the transport device 14 is moved out of the cryostat 36 together with the sample holder 12 or inserted into this, in order to place a sample 28 attached to the sample holder 12 in front of the microscope objective 30 and to remove it again from the cryostat 36.
  • the transport device 14 has a circular-cylindrical transport rod 15 and can be inserted through a through opening 42 shown only schematically in a cover of the cryostat 36 in this and removed again from this.
  • the transport rod 15 has a slightly smaller cross-section than the passage opening 42.
  • the passage opening 42 can be realized by means of a ball valve, not shown, only to have to release the passage opening 42 when the transport rod 15 is inserted or removed.
  • the transport rod 15 is provided at its, arranged in Fig. 1 in the cryostat 36 end with a groove 44 which is formed to match a spring 46 or a projection on the sample holder 12. Both the groove 44 and the spring 46 have a rectangular cross-section.
  • a permanent magnet 48 not visible in FIG. 1, is arranged, and opposite to it, a further permanent magnet 50 is arranged in the upper side of the spring 46.
  • the permanent magnets 48, 50 are arranged so that they attract.
  • the sample holder 12 If the sample holder 12 is attached to the transport rod 15 in this way, the sample holder can thus in FIG. 1 in and against the longitudinal direction of the transporting rod 15, in FIG. 1, downwards or upwards together with the holding device 14 are moved and together with the transport rod 15, the sample holder 12 can be removed in this way also from the cryostat 36 and reintroduced into this.
  • the possible movement of the transport rod 15 can take place in and against the y direction in FIG. In the state shown in FIG. 1, the sample holder 12 is separated from the transporting rod 15 and instead fixed to the holder 18 of the scanning device 16.
  • the holder 18 has a holding plate 52 and a retaining wedge 54, wherein the holding plate 52 connects the retaining wedge 54 with the piezoverschiebelement 20, which in turn is connected via the piezo-displacement elements 22, 24 and 26 with the holding cage 34.
  • the retaining wedge 54 is fastened to the retaining plate 52 and is provided with two permanent magnets, not visible in FIG. 1, which interact with two further permanent magnets which are likewise not visible in FIG. 1 and arranged in the sample holder 12, see FIG By means of these second magnets, the sample holder 12 is reliably held on the retaining wedge 54 of the holder 18 in the state shown in FIG.
  • the sample holder 12 with the sample 28 attached thereto can thereby be placed in front of the microscope objective 30 and moved in front of the microscope objective 30 in the desired manner.
  • the sample holder is held exclusively on the retaining wedge 54 and the holding plate 52.
  • a displacement of the guide plate 56 in and against the x-direction can be achieved, wherein the guide plate 56 is moved during the transfer of the sample holder 12 from the transport device 14 to the scanning device 16 parallel to the x-direction and provided is to receive a torque at such a displacement of the sample holder 12, caused by the holding force of the permanent magnets 48, 50, and thereby to relieve the piezo-displacement elements 20, 22, 24 and to protect against excessive forces. This will be explained in detail in connection with FIGS. 2 to 6.
  • the guide plate 56 has a non-recognizable in Fig. 1, circular passage opening into which the sample holder 12 can be inserted by a corresponding movement of the holder 18 and also pulled out of this again.
  • FIG. 2 shows the scanning device 16 and the transport rod 15 in sections. Also shown are the sample holder 12, the microscope objective 30 and sections of the displacement table 32nd In the state shown in Fig. 2, the spring 46 of the sample holder 12 is completely received in the groove 44 of the transport rod 15. Since the sample holder 12 has a slightly smaller cross-section than the transport rod 15, the spring 46 in the illustration of FIG. 2 can not be seen. The upper end of the sample holder 12, which adjoins directly to the spring 46, is received within a through hole 58 of the guide plate 56 with a small clearance. Upon movement of the guide plate 56 in or against the x-direction, the sample holder 12 can thereby be supported on the guide plate 56.
  • the sample holder 12 is provided with two mutually parallel transverse bores 60, in each of which a permanent magnet 62, 64 is received. In alignment with the transverse bores 60, transverse bores are also arranged in the retaining wedge 54, see FIG. 7, in which permanent magnets are likewise arranged.
  • the permanent magnets 62, 64 and the permanent magnets in the retaining wedge 54 are arranged so that they attract each other, so that in the position shown in Fig. 2, the sample holder 12 via the holding force of the permanent magnets 62, 64 on the retaining wedge 54 and thus the holder 18 is held.
  • the sample holder 12 is thus fastened both to the transport rod 15 via the holding forces of the first magnets 48, 50 and to the holder 18 via the holding forces of the second magnets 62, 64.
  • the sample holder 12 is now moved in the x direction by means of the scanning device 16 in order to detach the sample holder 12 from the transport rod 15.
  • Such a movement in the x-direction takes place by means of the piezo-displacement element 26, see FIG. 1.
  • the guide plate 56, see Fig. 1, by means of the piezo-displacement element 26 is uniformly moved to the holding plate 52 of the holder 18.
  • the illustration of FIG. 3 shows the laterally displaced state of the sample holder 12 in the x direction.
  • the spring 46 of the sample holder 12 has now been moved out of the groove 44 almost completely parallel to the longitudinal direction of the groove 44 of the transport rod 15. In the state shown in FIG.
  • the permanent magnets 48, 50 in this position are thus no longer aligned with each other, so that the holding forces between the permanent magnets 48, 50 thereby greatly reduced and substantially no longer exist.
  • the sample holder 12 can now be easily moved downwards against the y-direction and is reliably held on the holder 18 by means of the second permanent magnets 62, 64 during this movement.
  • the sample holder 12 is supported on the inner wall of the through hole 58 in the guide plate 56, thereby the majority of the displacement forces which are needed to separate the first permanent magnets 48, 50 from each other.
  • the guide plate 56 is connected by means of the mounting rods 58 directly to the piezo-displacement element 26, these displacement forces are also introduced exclusively into the piezo-displacement element 26, only to an extremely small part in the holder 18 and thus in the piezo-displacement elements 20, 22 and 24, see FIG. 1.
  • the piezo-displacement elements 20, 22, 24 are required for a movement of the sample holder 12 during the scanning of the sample 28 in front of the microscope objective 30 and are thus on the one hand highly accurate, but on the other hand must not be burdened with large holding forces.
  • the piezo-displacement elements 20 and 22 may be loaded with a force of 5 N maximum.
  • the piezo-displacement element 26 is not needed during the scanning movement of the sample holder 12 and can thus be made much more stable.
  • the sample holder 12 can now be moved counter to the y-direction, this state then being illustrated in FIG. 4.
  • the sample holder 12 has been moved by means of the piezo-displacement element 24 counter to the y-direction, that is, in FIG. 4, downwards.
  • the sample holder 12 is no longer in the through hole 58 of the guide plate 56 and thereby can be moved independently of the guide plate 56.
  • the sample holder 12 is now held exclusively on the holder 18 by means of the second permanent magnets 62, 64 and the opposing permanent magnets in the holding wedge 54.
  • the transport rod 15 does not change its position.
  • the sample holder 12 is now separated from both the transporting rod 15 and the guide plate 56 and the sample 28 arranged in a sample holding ring 66 in the sample holder 12 can now be brought in front of the light exit opening 68 of the microscope objective 30, around the sample 28 to examine.
  • This state is shown in the illustration of FIG. 5.
  • the sample 28 has been moved together with the sample holder 12 from the position shown in Fig. 4 against the x-direction.
  • the sample holder 12 is now again arranged in alignment with the transport rod 15, but the spring 46 of the sample holder 12 and the permanent magnet 50 arranged therein are so far away from the groove 44 and the permanent magnet 48 of the transport rod 15 arranged therein that the forces of attraction of the two Permanent magnets 48, 50 are vanishingly small and do not affect the scanning movement of the sample holder 12.
  • the guide plate 56 is in the state of FIG. 5 with its passage opening 58 in alignment with the transporting rod 15 and the sample holder 12.
  • the sample 28 can now be moved together with the sample holder 12 by means of the piezoelectric displacement elements 20, 22 and 24 in front of the microscope objective 30, in order to enable a scanning of the sample 28.
  • the microscope objective 30 can be displaced by means of the displacement table 32 in and counter to the z-direction.
  • the magnetic field of the first permanent magnets 48, 50 is then perpendicular to the magnetic field of the second permanent magnets 62, 64 and then, when the transport rod 15 is moved in the y-direction, the sample holder 12 relative to the Hal
  • the holding force of the permanent magnets 48, 50 on the one hand and the holding force of the permanent magnets 62, 64 and the opposite In the retaining wedge 54 arranged permanent magnet must be coordinated with each other, but it is not necessary that these holding forces are exactly the same size. This is because the magnets can be relatively easily separated from each other in a direction perpendicular to their magnetic field.
  • the sample holder 12 can then be removed together with the transport rod 15 from the cryostat 36 by pulling the transport rod 15 together with the sample holder 12 out of the through-opening 42.
  • the illustration of FIG. 6 shows the representations of FIGS. 2, 3, 4 and 5 again side by side, wherein the direction of movement of the sample holder 12 is indicated by arrows 70, 72, 74, 76, to this in the next position shown bring to.
  • the arrow 76 indicates that the transport rod 15 can now be removed because the sample holder 12 is in the intended position.
  • FIG. 7 shows a view of the sectional plane VII-VII in FIG. 2, wherein for the sake of clarity, the piezo-displacement elements 20, 22 and 24 as well as the microscope objective 30 and the displacement table 32 are not shown.
  • the spring 46 of the sample holder 12 is completely received in the state of Fig. 7 in the groove 44 of the transport rod 15 and the permanent magnet 48 at the bottom of the groove 44 of the transport rod 15 touches with its front side, the permanent magnet 50 in the end face of the spring 46 of the sample holder 12th
  • the two first magnets 48, 50 thus hold the sample holder 12 reliably on the transport rod 15.
  • the upper end of the sample holder 12 adjoining the spring 46 is received in the through-opening 58 of the guide plate 56 with a small clearance.
  • the support rods 58, which connect the guide plate 56 with the piezo-displacement element 26, see Fig. 1, are shown only in sections.
  • the sample holder 12 is simultaneously held on the holder 18 by means of the two second permanent magnets 62, 64.
  • the retaining wedge 54 is provided with two transverse bores 78, which are aligned with the transverse bores 60 in the sample holder 12 and at whose, the sample holder 12 end facing each a permanent magnet 80, 82 is arranged.
  • the permanent magnets 62, 64, 80, 82 form the second magnets, with which the sample holder 12 is held on the holder 18.
  • the permanent magnets 62 and 80 and 62 and 82 touch, so that the maximum possible attraction force is reached. As is readily apparent from FIG.
  • the magnetic field between the permanent magnets 48, 50, which form the first magnets is arranged perpendicular to the magnetic field between the permanent magnets 62, 64, 80, 82 which form the second magnets .
  • the sample holder 12 can thereby be moved starting from the state of Fig. 7 by means of the piezo-displacement element 26, see Fig. 1, in and against the x-direction, without any fear that the connection of the sample holder 12 with the holder 18, which is ensured by the holding force of the permanent magnets 62, 64, 80, 82, dissolves.
  • the transporting rod 15 can be moved in the y-direction. Since the magnetic fields between transport rod 15 and sample holder 12 on the one hand and between sample holder 12 and holder 18 on the other hand are arranged perpendicular to each other, by means of a movement of the transport rod 15 in the y-direction of the sample holder 12 easily and reliably from the holder 18 and the retaining wedge 54 with the permanent magnets 80, 82 are released.
  • the invention enables a reliable transfer of the sample holder 12 from the transport rod 15 of the transport device 14 to the holder 18 or the scanning device 16, see FIG. 1, without requiring mechanical grippers for this purpose. Even at extremely low temperatures, for example, when the cryostat 36 is filled with liquid helium or when the device 10 according to the invention is arranged within a high-vacuum chamber, there is no need to fear that mechanical devices will freeze.
  • the device according to the invention in the illustrated embodiment can be realized with permanent magnets, that is, no control of the holding forces of the magnets is required. Alternatively, however, instead of the permanent magnets, electromagnets may also be used, if appropriate, controlled or switched by the control unit 27, see FIG. 1.
  • the device according to the invention and the method according to the invention described above for transferring a sample holder from the transport device 14 to the scanning device 16 thereby enable rapid and reliable transfer of the sample holder 12 even under extreme conditions, for example within a liquid helium-filled cryostat ,

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Transferieren eines Probenhalters von einer Transportvorrichtung zu einer Scanvorrichtung  Apparatus and method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transferieren eines Probenhalters von einer Transportvorrichtung zu einer Scanvorrichtung. The invention relates to an apparatus and a method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device.

Wissenschaftliche Anwendungen, beispielsweise die Spektroskopie individueller Moleküle, Nanopartikel oder Proteine erfordern den Einsatz von Mikroskopen unter extremen Bedingungen, beispielsweise in Kryostaten bei sehr niedrigen Temperaturen oder auch im Ultrahochvakuum. Um Proben in solche Kryostaten oder Kältekammern bzw. Vaku- umkammern einzubringen und die Proben dann innerhalb der Kältekammern bzw. Vakuumkammern zu bewegen, sind spezielle Transportvorrichtungen erforderlich. Problematisch ist dabei die Übergabe von der Transportvorrichtung auf eine Scanvorrichtung eines Mikroskops, da innerhalb der Kältekammer, die beispielsweise mit flüssigem Helium gefüllt ist, oder auch innerhalb einer Hochvakuumkammer, extreme Temperaturen herrschen können, bei denen mechanische Haltevorrichtungen nur unzuverlässig arbeiten, da sie einfrieren. Auch Federn halten in der Regel bei extremer Kälte nicht dauerhaft Stand oder frieren ein. Scientific applications, such as the spectroscopy of individual molecules, nanoparticles or proteins require the use of microscopes under extreme conditions, for example in cryostats at very low temperatures or in ultra-high vacuum. In order to introduce samples into such cryostats or cold chambers or vacuum chambers and then move the samples within the cold chambers or vacuum chambers, special transport devices are required. The problem here is the transfer of the transport device to a scanning device of a microscope, as inside the cold chamber, which is filled with liquid helium, for example, or even within a high vacuum chamber, extreme temperatures prevail at which mechanical holding devices work only unreliable because they freeze. Even feathers usually do not last long or freeze in extreme cold.

Um eine Probe scannen zu können, muss die Probe an der Scanvorrichtung montiert werden. Es ist dabei bekannt, die Probe an einem Probenhalter zu befestigen und den Probenhalter vor dem Einführen in den Kryostaten an einer Scanvorrichtung zu befestigen. Die Probe wird zusammen mit dem Probenhalter und der Scanvorrichtung dann in den Kryostaten eingeführt und heruntergekühlt. Das Herunterkühlen innerhalb des Kryostaten dauert dann sehr lange, so dass ein schneller Probenwechsel nicht möglich ist. Auch kommt es, je nach Beschaffenheit der Probe selbst, durch die lange Verweildauer innerhalb der kalten und trockenen Umgebung des Kryostaten zu Artefakten. To scan a sample, the sample must be mounted on the scanner. It is known to attach the sample to a sample holder and attach the sample holder to a scanning device prior to insertion into the cryostat. The sample is then introduced into the cryostat together with the sample holder and the scanning device and cooled down. The cooling down inside the cryostat then takes a very long time, so that a quick sample change is not possible. Also, depending on the nature of the sample itself, the long residence time within the cold and dry environment of the cryostat results in artifacts.

Aus der Offenlegungsschrift US 2006/0081468 A1 ist eine magnetische Haltevorrichtung zum Halten von Substraten an einer rotierenden Plattform bekannt, wobei die Plattform oberhalb einer Beschichtungsquelle in einer Vakuumkammer angeordnet ist. Die magnetische Haltevorrichtung weist einen Permanentmagneten auf, der zwischen einer Verriegelungsposition, in der der Permanentmagnet innerhalb eines magnetischen Kreises angeordnet ist, und einer Freigabeposition, in der der Permanentmagnet aus dem magnetischen Kreis herausgedreht ist, bewegt werden kann. The publication US 2006/0081468 A1 discloses a magnetic holding device for holding substrates on a rotating platform, wherein the platform is arranged above a coating source in a vacuum chamber. The magnetic holding device has a permanent magnet that can be moved between a locking position in which the permanent magnet is disposed within a magnetic circuit and a release position in which the permanent magnet is rotated out of the magnetic circuit.

Aus der US-Patentschrift US 5,214,342 ist eine Scanvorrichtung für ein Mikroskop bekannt, bei der ein Probenhalter mittels eines Permanentmagneten an der Scanvorrich- tung befestigt ist. Die Scanvorrichtung weist Röhren aus piezoelektrischem Material auf, mit denen dann der Probenhalter bewegt werden kann. US Pat. No. 5,214,342 discloses a scanning device for a microscope, in which a sample holder is attached to the scanning device by means of a permanent magnet. is attached. The scanning device has tubes of piezoelectric material with which the sample holder can then be moved.

Mit der Erfindung soll eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transferieren eines Pro- benhalters von einer Transportvorrichtung zu einer Scanvorrichtung verbessert werden. The invention is intended to improve an apparatus and a method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Vorrichtung zum Transferieren eines Probenhalters von einer Transportvorrichtung zu einer Scanvorrichtung vorgesehen, bei der an der Transportvorrichtung und/oder am Probenhalter wenigstens ein erster Magnet vorgese- hen ist, um den Probenhalter mittels des wenigstens einen ersten Magneten an der Transportvorrichtung zu halten, und bei der an der Scanvorrichtung und/oder am Probenhalter wenigstens ein zweiter Magnet vorgesehen ist, um den Probenhalter mittels des wenigstens einen zweiten Magneten an der Scanvorrichtung zu halten. According to the invention, a device for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device is provided for this purpose, in which at least one first magnet is provided on the transport device and / or on the sample holder in order to hold the sample holder on the transport device by means of the at least one first magnet and in which at least one second magnet is provided on the scanning device and / or on the sample holder in order to hold the sample holder by means of the at least one second magnet on the scanning device.

Erfindungsgemäß kann der Probenhalter somit ohne mechanische Greifvorrichtungen von der Transportvorrichtung an die Scanvorrichtung übergeben werden, da der Probenhalter sowohl an der Transportvorrichtung als auch an der Scanvorrichtung mittels magnetischer Kräfte gehalten ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kommt somit ohne Federn, Greifer oder sonstige mechanische Haltevorrichtungen für den Probenhalter aus, so dass nicht zu befürchten ist, dass aufgrund extremer Temperaturen, beispielsweise in einem mit flüssigem Helium gefüllten Kryostaten, ein mechanischer Ausfall solcher Haltevorrichtungen auftritt. Überraschenderweise kann der Probenhalter mittels des wenigstens einen zweiten Magneten sicher an der Scanvorrichtung gehalten werden und auch eine Übergabe von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung ist schnell und sicher möglich. Dadurch können Proben in dem Probenhalter schnell gewechselt werden und insbesondere kann der Probenhalter so wenig Masse aufweisen, dass er auch ungekühlt an die Scanvorrichtung übergeben werden kann und dadurch die Bildung von Artefakten durch eine lange Vorkühlzeit an den Proben selbst vermieden werden kann. Als Magnete können dabei Permanentmagnete und/oder Elektro- magnete zum Einsatz kommen. According to the invention, the sample holder can thus be transferred from the transport device to the scanning device without mechanical gripping devices, since the sample holder is held both on the transport device and on the scanning device by means of magnetic forces. The device according to the invention thus does not require springs, grippers or other mechanical holding devices for the sample holder, so that there is no need to fear that due to extreme temperatures, for example in a cryostat filled with liquid helium, a mechanical failure of such holding devices occurs. Surprisingly, the sample holder can be held securely by means of the at least one second magnet on the scanning device and also a transfer from the transport device to the scanning device is possible quickly and safely. As a result, samples in the sample holder can be exchanged quickly and in particular the sample holder can have so little mass that it can also be transferred to the scanning device without cooling and thereby the formation of artifacts by a long pre-cooling time on the samples themselves can be avoided. Permanent magnets and / or electromagnets can be used as magnets.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Scanvorrichtung ausgebildet, den Probenhalter senkrecht zu einem Magnetfeld des ersten Magneten zu bewegen. Auf diese Weise kann mittels einer Bewegung des Probenhalters durch die Scanvorrichtung der Probenhalter problemlos von der Transportvorrichtung gelöst werden. Denn bekanntermaßen ist die Haltekraft eines Magneten senkrecht zu seinem Magnetfeld wesentlich geringer als parallel zu seinem Magnetfeld. Der wenigstens eine zweite Magnet, der den Probenhalter an der Scanvorrichtung hält, muss dadurch nicht stärker sein als der wenigstens eine erste Magnet, der den Probenhalter an der Transportvorrichtung hält. Es genügt vielmehr, dass der zweite Magnet parallel zu dem von ihm erzeugten Magnetfeld eine größere Haltekraft zwischen Scanvorrichtung und Probenhalter erzeugt als der wenigstens eine erste Magnet senkrecht zu seinem Magnetfeld zwi- sehen der Transportvorrichtung und dem Probenhalter. In umgekehrter Richtung lässt sich der Probenhalter dann ebenfalls problemlos von der Scanvorrichtung lösen, wenn mittels der Transportvorrichtung der Probenhalter dann senkrecht zu dem Magnetfeld des wenigstens einen zweiten Magneten bewegt wird, der den Probenhalter an der Scanvorrichtung hält. Auf diese Weise gelingt es überraschenderweise, eine Übergabe des Probenhalters von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung zu realisieren, ohne dass die Magnetfelder, die von dem wenigstens einen ersten Magneten zwischen der Transportvorrichtung und dem Probenhalter bzw. durch den wenigstens einen zweiten Magneten zwischen der Scanvorrichtung und dem Probenhalter erzeugt werden, während der Übergabe durch an- oder abschalten von Elektromagneten oder mechani- sches Verdrehen von Permanentmagneten verändern zu müssen. In a further development of the invention, the scanning device is designed to move the sample holder perpendicular to a magnetic field of the first magnet. In this way, by means of a movement of the sample holder by the scanning device of the sample holder can be easily solved by the transport device. Because, as is known, the holding force of a magnet perpendicular to its magnetic field is much lower than parallel to its magnetic field. The at least one second magnet, which holds the sample holder on the scanning device, does not need to be stronger than the at least one first magnet holding the sample holder to the transport device. Rather, it is sufficient that the second magnet parallel to the magnetic field generated by it generates a greater holding force between the scanning device and the sample holder than the at least one first magnet perpendicular to its magnetic field between the transport device and the sample holder. In the opposite direction, the sample holder can also be easily detached from the scanning device when the sample holder is then moved perpendicular to the magnetic field of the at least one second magnet, which holds the sample holder on the scanning device by means of the transport device. In this way, it is surprisingly possible to realize a transfer of the sample holder from the transport device to the scanning device, without the magnetic fields between the at least one first magnet between the transport device and the sample holder or by the at least one second magnet between the scanning device and be generated during the transfer by switching on or off of electromagnets or mechanical twisting of permanent magnets.

In Weiterbildung der Erfindung sind der wenigstens eine erste Magnet und der wenigstens eine zweite Magnet so angeordnet und ausgebildet, dass ein mittels des ersten Magneten erzeugtes Magnetfeld zwischen der Transportvorrichtung und dem Proben- halter und ein mittels des zweiten Magneten erzeugtes Magnetfeld zwischen der Scanvorrichtung und dem Probenhalter wenigstens zum Zeitpunkt der Übergabe des Probenhalters von der Transportvorrichtung an die Scanvorrichtung senkrecht aufeinander stehen. Auf diese Weise kann der Probenhalter von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung mittels einfacher linearer Bewegungen übergeben werden. Da die Magnetfelder des wenigstens einen ersten Magneten und des wenigstens einen zweiten Magneten bei der Übergabe senkrecht zueinander stehen, ist die Übergabe von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung und umgekehrt auch bei gleich starken ersten und zweiten Magneten jeweils problemlos möglich. In a further development of the invention, the at least one first magnet and the at least one second magnet are arranged and configured such that a magnetic field generated by the first magnet between the transport device and the sample holder and a magnetic field generated by the second magnet between the scanning device and the Sample holder at least at the time of transfer of the sample holder from the transport device to the scanning device perpendicular to each other. In this way, the sample holder can be transferred from the transport device to the scanning device by means of simple linear movements. Since the magnetic fields of the at least one first magnet and the at least one second magnet are perpendicular to each other during the transfer, the transfer from the transport device to the scanning device and vice versa, even with the same strength first and second magnet each without any problems.

In Weiterbildung der Erfindung erfolgt eine Verbindung zwischen Transportvorrichtung und Probenhalter mittels einer Nut/Federverbindung. Mittels einer Nut/Federverbindung kann zusammen mit der von dem wenigstens einen ersten Magneten erzeugten Haltekraft ein zuverlässiger Halt des Probenhalters an der Transportvorrichtung sichergestellt werden. Vorteilhafterweise wird ein von dem wenigstens einen ersten Magneten erzeugtes Magnetfeld im Bereich der Nut/Federverbindung senkrecht zu einer Längsrichtung der Nut bzw. Feder ausgerichtet, so dass sich der Probenhalter von der Transportvorrichtung durch eine lineare Bewegung parallel zur Längsrichtung der Nut bzw. der Feder trennen lässt. In a further development of the invention, a connection between transport device and sample holder by means of a groove / spring connection. By means of a tongue and groove connection, together with the holding force generated by the at least one first magnet, a reliable hold of the sample holder on the transport device can be ensured. Advantageously, a magnetic field generated by the at least one first magnet in the region of the tongue and groove connection is aligned perpendicular to a longitudinal direction of the tongue or tongue, so that the Separate sample holder from the transport device by a linear movement parallel to the longitudinal direction of the groove or the spring.

In Weiterbildung der Erfindung ist der wenigstens eine erste Magnet an einem Grund der Nut und/oder an einer Stirnseite der Feder angeordnet. In a further development of the invention, the at least one first magnet is arranged on a base of the groove and / or on an end face of the spring.

Gerade bei der Anordnung von Permanentmagneten lässt sich dadurch eine sehr vorteilhafte Anordnung des wenigstens einen ersten Magneten erreichen, nämlich geschützt am Grund der Nut und, insbesondere bei stangenförmig ausgebildeter Trans- portvorrichtung und Probenhalter kann das Magnetfeld dann problemlos senkrecht zur Längsrichtung der Nut/Federverbindung ausgerichtet werden. Especially with the arrangement of permanent magnets, a very advantageous arrangement of the at least one first magnet can be achieved, namely protected at the base of the groove and, in particular in rod-shaped transport device and sample holder, the magnetic field can then be aligned without any problems perpendicular to the longitudinal direction of the tongue and groove joint become.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Scanvorrichtung ausgebildet, den Probenhalter zum Lösen des Probenhalters von der Transportvorrichtung relativ zur Transportvorrich- tung in Längsrichtung der Nut zu bewegen. In a development of the invention, the scanning device is designed to move the sample holder for releasing the sample holder from the transport device relative to the transport device in the longitudinal direction of the groove.

Auf diese Weise kann eine Relativbewegung zwischen Probenhalter und Transportvorrichtung senkrecht zu einem von dem wenigstens einen ersten Magneten erzeugten Magnetfeld erfolgen und die Übergabe des Probenhalters von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung und umgekehrt ist auch mit gleich starken ersten und zweiten Magneten möglich. In this way, a relative movement between the sample holder and transport device can be perpendicular to a magnetic field generated by the at least one first magnet and the transfer of the sample holder from the transport device to the scanning device and vice versa is possible with equally strong first and second magnets.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Scanvorrichtung innerhalb einer Kältekammer angeordnet, wobei die Kältekammer eine Durchgangsöffnung zum wenigstens ab- schnittsweisen Einführen der Transportvorrichtung aufweist. In a further development of the invention, the scanning device is arranged within a cold chamber, wherein the cold chamber has a passage opening for at least section-wise insertion of the transport device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in besonderer Weise für den Einsatz in Kältekammern oder Hochvakuumkammern geeignet, da zum Übergeben des Probenhalters von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung und umgekehrt keine mechanisch bewegten Greifer oder sonstigen Halteeinrichtungen benötigt werden. Auch bei extrem niedrigen Temperaturen, wie beispielsweise in flüssigem Helium, funktioniert die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch problemlos. Im Falle einer Vakuumkammer wird der Probenhalter durch eine Schleuse hindurch auf der Transportvorrichtung montiert. In Weiterbildung der Erfindung sind der Probenhalter und die Transportvorrichtung stangenförmig ausgebildet. Auf diese Weise kann der Probenhalter mittels der Transportvorrichtung durch eine kleine Öffnung in die Kältekammer eingeschoben und auch wieder aus dieser herausgenommen werden. In Weiterbildung der Erfindung weist die stangenförmige Transportvorrichtung einen gegenüber der Durchgangsöffnung geringfügig kleineren Querschnitt auf und der ebenfalls stangenförmige Probenhalter weist einen gegenüber der Transportvorrichtung geringfügig kleineren Querschnitt auf. Auf diese Weise kann der Probenhalter durch die Durchgangsöffnung eingeführt werden, ohne dass der Probenhalter die Berandung der Durchgangsöffnung berührt. Auch empfindliche Proben in dem Probenhalter können dadurch sicher und ohne Beschädigung transportiert werden. Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch ein Verfahren zum Transferieren eines Probenhalters von einer Transportvorrichtung zu einer Scanvorrichtung und umgekehrt gelöst, bei der die Schritte des Haltens eines Probenhalters mittels wenigstens eines ersten Magneten an der Transportvorrichtung, des Bewegens des Probenhalters zusammen mit der Transportvorrichtung, bis der Probenhalter mittels wenigstens eines zweiten Magneten an der Scanvorrichtung gehalten ist und des Bewegens des Probenhalters relativ zur Transportvorrichtung, so dass der Probenhalter vollständig von der Transportvorrichtung gelöst wird, vorgesehen sind. The device according to the invention is particularly suitable for use in cold chambers or high-vacuum chambers, since no mechanically moving grippers or other holding devices are required for transferring the sample holder from the transport device to the scanning device and vice versa. Even at extremely low temperatures, such as in liquid helium, the device of the invention thus works easily. In the case of a vacuum chamber, the sample holder is mounted through a lock on the transport device. In a further development of the invention, the sample holder and the transport device are rod-shaped. In this way, the sample holder can be inserted by means of the transport device through a small opening in the cold chamber and also removed from this again. In a further development of the invention, the rod-shaped transport device has a relation to the passage opening slightly smaller cross-section and also rod-shaped sample holder has a relation to the transport device slightly smaller cross-section. In this way, the sample holder can be inserted through the through hole without the sample holder touching the edge of the through hole. Even sensitive samples in the sample holder can be transported safely and without damage. The problem underlying the invention is also solved by a method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device and vice versa, in which the steps of holding a sample holder by means of at least one first magnet on the transport device, moving the sample holder together with the transport device until the sample holder is held by at least one second magnet on the scanning device and the movement of the sample holder relative to the transport device, so that the sample holder is completely detached from the transport device, are provided.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine rein magnetische Befestigung des Probenhalters sowohl an der Transportvorrichtung als auch an der Scanvorrichtung realisiert werden und speziell ist eine sichere Übergabe von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung auch innerhalb einer Kältekammer oder Ultrahochvakuumkammer möglich. In Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Bewegen des Probenhalters relativ zur Transportvorrichtung, um den Probenhalter von der Transportvorrichtung zu lösen, im Wesentlichen senkrecht zu einem von dem wenigstens einen ersten Magneten erzeugten Magnetfeld zwischen Transportvorrichtung und Probenhalter. Auf diese Weise können der wenigstens eine erste Magnet und der wenigstens eine zweite Magnet auch gleich stark ausgebildet werden und sowohl die Übergabe von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung als auch die Übergabe des Probenhalters von der Scanvorrichtung auf die Transportvorrichtung ist ohne Zuhilfenahme mechanischer Greifvorrichtungen oder geschalteter Elektromagneten möglich. In Weiterbildung der Erfindung ist die Scanvorrichtung in einer Kältekammer angeordnet und das Halten des Probenhalters mittels der Transportvorrichtung, das Einführen des Probenhalters mittels der Transportvorrichtung in eine Kältekammer und das Übergeben des Probenhalters innerhalb der Kältekammer von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung sind vorgesehen. With the method according to the invention, a purely magnetic attachment of the sample holder can be realized both on the transport device and on the scanning device and specifically a secure transfer from the transport device to the scanning device even within a cold chamber or ultra-high vacuum chamber is possible. In a development of the invention, the movement of the sample holder relative to the transport device takes place in order to detach the sample holder from the transport device, substantially perpendicular to a magnetic field generated by the at least one first magnet between the transport device and the sample holder. In this way, the at least one first magnet and the at least one second magnet can also be formed equally strong and both the transfer of the transport device to the scanning device and the transfer of the sample holder from the scanning device to the transport device without the aid of mechanical gripping devices or switched electromagnet possible. In a further development of the invention, the scanning device is arranged in a cold chamber and holding the sample holder by means of the transport device, the introduction of the sample holder by means of the transport device in a cold chamber and the transfer of the sample holder within the cold chamber of the transport device to the scanning device are provided.

Auf diese Weise kann der Probenhalter außerhalb der Kältekammer mit der Probe versehen werden und die Probe kann dann, je nach Bedarf, sehr schnell in die Kältekammer eingeführt und an die Scanvorrichtung übergeben werden. Auch das Vorkühlen des Probenhalters ist dabei selbstverständlich möglich, da die Übergabe von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung zügig innerhalb der Kältekammer erfolgen kann. Unter dem Begriff Kältekammer wird im Sinne der vorliegenden Erfindung auch eine Ultahochvakuumkammer oder ein gekühlter Raum, beispielsweise ein Kryostat, verstanden. In this way, the sample holder can be provided outside the cold chamber with the sample and the sample can then, as needed, very quickly introduced into the cold chamber and passed to the scanning device. The pre-cooling of the sample holder is of course possible, since the transfer of the transport device to the scanning device can be done quickly within the cold chamber. For the purposes of the present invention, the term cold chamber is also understood to mean an ultrahigh vacuum chamber or a cooled space, for example a cryostat.

In Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Einführen des Probenhalters mittels der Transportvorrichtung in eine mit flüssigem Gas, insbesondere flüssigem Helium, gefüllte Kältekammer. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind in besonderer Weise für den Einsatz in Kryostaten geeignet, wie sie beispielsweise bei der Spektralanalyse mit Mikroskopen verwendet werden. In a development of the invention, the sample holder is introduced by means of the transport device into a cold chamber filled with liquid gas, in particular liquid helium. The device according to the invention and the method according to the invention are particularly suitable for use in cryostat, as used for example in spectral analysis with microscopes.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be- Schreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen: Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention in conjunction with the drawings. In the drawings show:

Fig. 1 eine abschnittsweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung innerhalb eines teilweise und geschnitten dargestellten Kryostaten, 1 shows a sectional representation of a device according to the invention within a partially and cut illustrated cryostat,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung der Fig. 1 in einem ersten Zustand beim 2 shows the device according to the invention of FIG. 1 in a first state during

Übergeben eines Probenhalters von einer Transportvorrichtung auf eine Scanvorrichtung, Fig. 3 die Vorrichtung der Fig. 2 in einem zweiten Zustand,  FIG. 3 shows the device of FIG. 2 in a second state, FIG. 3 shows a sample holder from a transport device on a scanning device, FIG.

Fig. 4 die Vorrichtung der Fig. 2 in einem dritten Zustand, Fig. 5 die Vorrichtung der Fig. 2 in einem vierten Zustand nach vollständiger Übergabe des Probenhalters von der Transportvorrichtung auf die Scanvorrichtung, FIG. 4 shows the device of FIG. 2 in a third state, FIG. 5 shows the device of FIG. 2 in a fourth state after complete transfer of the sample holder from the transport device to the scanning device, FIG.

Fig. 6 die in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Zustände zur Verdeutlichung des Bewe- gungsablaufs nebeneinander angeordnet und FIG. 6 shows the states illustrated in FIGS. 2 to 5 next to one another to illustrate the course of the movement

Fig. 7 eine abschnittsweise Schnittansicht der Transportvorrichtung, des Probenhalters und der Scanvorrichtung im Zustand der Fig. 2. Die Darstellung der Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Transferieren eines Probenhalters 12 von einer in Fig. 1 lediglich abschnittsweise dargestellten Transportvorrichtung 14 in Form einer Haltestange zu einer Scanvorrichtung 16. Die Scanvorrichtung 16 weist mehrere Bauelemente auf, nämlich einen Halter 18 für den Probenhalter 12 und mehrere Piezo-Verschiebeelemente 20, 22, 24 und 26, die eine Bewegung der Halterung 18 in und entgegen der x-, y- und z-Richtung ermöglichen. Zusätzlich zu einer Transportbewegung in x- und y-Richtung ist mit den Piezoscannern über jeweils 30nm eine nanometergenaue Rasterbewegung in x-, y- und z-Richtung möglich. Mit der Scanvorrichtung 16 sollen der Probenhalter 12 und die daran angeordnete Probe 28 in den Beobachtungsbereich eines Mikroskopobjektivs 30 bewegt wer- den. Das Mikroskopobjektiv 30 ist wiederum auf einem Verschiebetisch 32 montiert, mit dem das Objektiv 30 in und entgegen der z-Richtung bewegt werden kann, um die Probe 28 fokussieren zu können. Mittels der Scanvorrichtung 16 kann die Probe 28 vor dem Mikroskopobjektiv 30 bewegt werden, um die Probe 28 abscannen zu können. Lediglich schematisch ist eine Steuereinheit 27 dargestellt, mit der die Piezo- Verschiebeelemente 20, 22, 24, 26 und gegebenenfalls ein nicht dargestellter Linearantrieb für die Transportvorrichtung angesteuert werden können. Eine Übergabe des Probenhalters 12 von der Transportvorrichtung 14 auf die Scanvorrichtung 16 und umgekehrt kann dadurch, falls gewünscht, automatisch unter Steuerung der Steuereinheit 27 erfolgen. FIG. 2 shows a device 10 according to the invention for transferring a sample holder 12 from a transport device 14 shown only in sections in FIG. 1 in the form of FIG a holding bar to a scanning device 16. The scanning device 16 has a plurality of components, namely a holder 18 for the sample holder 12 and a plurality of piezo-displacement elements 20, 22, 24 and 26, a movement of the holder 18 in and against the x-, y - and z direction enable. In addition to a transport movement in the x- and y-direction, nanometer-accurate raster motion in the x-, y- and z-direction is possible with the piezoscanners over 30nm each. With the scanning device 16, the sample holder 12 and the sample 28 arranged thereon are to be moved into the observation region of a microscope objective 30. The microscope objective 30 is in turn mounted on a translation stage 32, with which the objective 30 can be moved in and counter to the z-direction in order to be able to focus the sample 28. By means of the scanning device 16, the sample 28 can be moved in front of the microscope objective 30 in order to be able to scan the sample 28. Only schematically, a control unit 27 is shown, with which the piezo-displacement elements 20, 22, 24, 26 and optionally a not shown linear drive for the transport device can be controlled. A transfer of the sample holder 12 from the transport device 14 to the scanning device 16 and vice versa can thereby be carried out automatically, if desired, under the control of the control unit 27.

Die Scanvorrichtung 16 und das Mikroskopobjektiv 30 mit dem Verschiebetisch 32 sind innerhalb eines Haltekäfigs 34 angeordnet, der eine etwa kreiszylindrische Grundform aufweist. Der Haltekäfig 34 ist in einen ebenfalls kreiszylindrischen Kryostaten 36 mit kreiszylindrischer Form eingesetzt, wobei lediglich die innerste Wandung des Kryosta- ten 36 dargestellt ist und weitere, zur Isolation vorgesehene Wandungen nicht dargestellt sind. Der Kryostat 36 weist im Bereich des Mikroskopobjektivs 30 Fensteröffnungen 38, 40 auf, um den Durchtritt von Lichtstrahlung, insbesondere Laserlichtstrahlung, zum Mikroskopobjektiv 30 und zu bzw. durch die Probe 28 zu ermöglichen. Die dargestellte Vorrichtung 10 kann beispielsweise für einen Mikroskopaufbau verwendet werden, der für die Spektroskopie von einzelnen Molekülen, Nanopartikeln oder Proteinen mittels Laserlicht vorgesehen ist. Für eine solche Anwendung wird der Kryos- tat 36 mit flüssigem Helium gefüllt und der Haltekäfig 34 mit der darin angeordneten Scanvorrichtung 16, der Transportvorrichtung 14 sowie dem Mikroskopobjektiv 30 und dem Verschiebetisch 32 sind dann von flüssigem Helium umgeben. Die Transportvorrichtung 14 wird zusammen mit dem Probenhalter 12 aus dem Kryostat 36 herausbewegt oder in diesen eingeschoben, um eine an dem Probenhalter 12 befestigte Probe 28 vor dem Mikroskopobjektiv 30 zu platzieren bzw. wieder aus dem Kryostaten 36 zu entfernen. The scanning device 16 and the microscope objective 30 with the displacement table 32 are arranged within a holding cage 34, which has an approximately circular-cylindrical basic shape. The holding cage 34 is inserted into a likewise circular cylindrical cryostat 36 with a circular cylindrical shape, wherein only the innermost wall of the Kryosta- 36 is shown and other, intended for isolation walls are not shown. In the region of the microscope objective 30, the cryostat 36 has window openings 38, 40 in order to allow the passage of light radiation, in particular laser light radiation, to the microscope objective 30 and to or through the sample 28. The illustrated device 10 can be used, for example, for a microscope setup, which is provided for the spectroscopy of individual molecules, nanoparticles or proteins by means of laser light. For such an application, the cryostat 36 is filled with liquid helium, and the holding cage 34 with the scanning device 16, the transport device 14 and the microscope objective 30 and the displacement table 32 arranged therein are then surrounded by liquid helium. The transport device 14 is moved out of the cryostat 36 together with the sample holder 12 or inserted into this, in order to place a sample 28 attached to the sample holder 12 in front of the microscope objective 30 and to remove it again from the cryostat 36.

Die Transportvorrichtung 14 weist eine kreiszylindrische Transportstange 15 auf und kann durch eine lediglich schematisch dargestellte Durchgangsöffnung 42 in einem Deckel des Kryostaten 36 in diesen eingeschoben und wieder aus diesem entnommen werden. Die Transportstange 15 weist dabei einen geringfügig geringeren Querschnitt als die Durchgangsöffnung 42 auf. Die Durchgangsöffnung 42 kann dabei mittels eines nicht dargestellten Kugelventils realisiert werden, um die Durchgangsöffnung 42 lediglich dann freigeben zu müssen, wenn die Transportstange 15 eingeschoben oder entnommen wird. The transport device 14 has a circular-cylindrical transport rod 15 and can be inserted through a through opening 42 shown only schematically in a cover of the cryostat 36 in this and removed again from this. The transport rod 15 has a slightly smaller cross-section than the passage opening 42. The passage opening 42 can be realized by means of a ball valve, not shown, only to have to release the passage opening 42 when the transport rod 15 is inserted or removed.

Die Transportstange 15 ist an ihrem, in Fig. 1 im Kryostaten 36 angeordneten Ende mit einer Nut 44 versehen, die passend zu einer Feder 46 oder einem Vorsprung am Probenhalter 12 ausgebildet ist. Sowohl die Nut 44 als auch die Feder 46 haben einen rechteckförmigen Querschnitt. In einem Grund der Nut ist ein in Fig. 1 nicht erkennbarer Permanentmagnet 48 angeordnet und gegenüberliegend ist in der Oberseite der Feder 46 ein weiterer Permanentmagnet 50 angeordnet. Die Permanentmagneten 48, 50 sind so angeordnet, dass sie sich anziehen. Wenn die Transportstange 15 ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Position also weiter nach unten bewegt wird, bis die Feder 46 vollständig in der Nut 44 aufgenommen ist, wird der Probenhalter 12 dadurch an der Transportstange 15 durch die Anziehungskraft der beiden Permanentmagnete 48, 50 gehalten. The transport rod 15 is provided at its, arranged in Fig. 1 in the cryostat 36 end with a groove 44 which is formed to match a spring 46 or a projection on the sample holder 12. Both the groove 44 and the spring 46 have a rectangular cross-section. In a reason of the groove, a permanent magnet 48, not visible in FIG. 1, is arranged, and opposite to it, a further permanent magnet 50 is arranged in the upper side of the spring 46. The permanent magnets 48, 50 are arranged so that they attract. When the transport rod 15 is thus moved further down from the position shown in FIG. 1 until the spring 46 is completely received in the groove 44, the sample holder 12 is thereby attached to the transport rod 15 by the force of attraction of the two permanent magnets 48, 50 held.

Wenn der Probenhalter 12 in dieser Weise an der Transportstange 15 befestigt ist, kann der Probenhalter somit in der Fig. 1 in und entgegen der Längsrichtung der Trans- portstange 15, in der Fig. 1 also nach unten bzw. nach oben zusammen mit der Haltevorrichtung 14 bewegt werden und zusammen mit der Transportstange 15 kann der Probenhalter 12 auf diese Weise auch aus dem Kryostaten 36 entfernt bzw. wieder in diesen eingeführt werden. Die mögliche Bewegung der Transportstange 15 kann in und entgegen der y-Richtung in Fig. 1 erfolgen. In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand ist der Probenhalter 12 von der Transportstange 15 getrennt und stattdessen an dem Halter 18 der Scanvorrichtung 16 befestigt. Der Halter 18 weist eine Halteplatte 52 und einen Haltekeil 54 auf, wobei die Halteplatte 52 den Haltekeil 54 mit dem Piezoverschiebeelement 20 verbindet, das wiederum über die Piezo-Verschiebeelemente 22, 24 und 26 mit dem Haltekäfig 34 verbunden ist. Der Haltekeil 54 ist an der Halteplatte 52 befestigt und ist mit zwei, in der Fig. 1 nicht erkennbaren Permanentmagneten versehen, die mit zwei weiteren, in Fig. 1 ebenfalls nicht zu erkennenden und in dem Probenhalter 12 angeordneten Permanentmagneten wechselwirken, siehe Fig. 7. Mittels dieser zweiten Magneten wird der Probenhalter 12 in dem in Fig. 1 dargestellten Zustand zuverlässig an dem Haltekeil 54 des Halters 18 gehalten. Mittels der Piezo-Verschiebeelemente 20, 22, 24, 26 kann der Probenhalter 12 mit der daran befestigen Probe 28 dadurch vor dem Mikroskopobjektiv 30 platziert und in der gewünschten Weise vor dem Mikroskopobjektiv 30 bewegt werden. Während einer solchen Bewegung des Probenhalters 12 und der Probe 28 mittels der Scanvorrich- tung 16 ist der Probenhalter dabei ausschließlich an dem Haltekeil 54 und der Halteplatte 52 gehalten. If the sample holder 12 is attached to the transport rod 15 in this way, the sample holder can thus in FIG. 1 in and against the longitudinal direction of the transporting rod 15, in FIG. 1, downwards or upwards together with the holding device 14 are moved and together with the transport rod 15, the sample holder 12 can be removed in this way also from the cryostat 36 and reintroduced into this. The possible movement of the transport rod 15 can take place in and against the y direction in FIG. In the state shown in FIG. 1, the sample holder 12 is separated from the transporting rod 15 and instead fixed to the holder 18 of the scanning device 16. The holder 18 has a holding plate 52 and a retaining wedge 54, wherein the holding plate 52 connects the retaining wedge 54 with the piezoverschiebelement 20, which in turn is connected via the piezo-displacement elements 22, 24 and 26 with the holding cage 34. The retaining wedge 54 is fastened to the retaining plate 52 and is provided with two permanent magnets, not visible in FIG. 1, which interact with two further permanent magnets which are likewise not visible in FIG. 1 and arranged in the sample holder 12, see FIG By means of these second magnets, the sample holder 12 is reliably held on the retaining wedge 54 of the holder 18 in the state shown in FIG. By means of the piezo-displacement elements 20, 22, 24, 26, the sample holder 12 with the sample 28 attached thereto can thereby be placed in front of the microscope objective 30 and moved in front of the microscope objective 30 in the desired manner. During such a movement of the sample holder 12 and the sample 28 by means of the scanning device 16, the sample holder is held exclusively on the retaining wedge 54 and the holding plate 52.

Ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Position des Probenhalters 12 wird dieser noch in Richtung des Mikroskopobjektivs 30 entgegen der y-Richtung bewegt und löst sich dadurch von einer Führungsplatte 56, die in der Darstellung der Fig. 1 den Probenhalter 12 abschnittsweise umgibt und die über Befestigungsstangen 58 mit dem Piezo- Verschiebeelement 26 verbunden ist. Mit dem Piezo-Verschiebeelement 26 kann eine Verschiebung der Führungsplatte 56 in und entgegen der x-Richtung erzielt werden, wobei die Führungsplatte 56 während der Übergabe des Probenhalters 12 von der Transportvorrichtung 14 auf die Scanvorrichtung 16 parallel zur x-Richtung bewegt wird und dafür vorgesehen ist, ein Drehmoment bei einer solchen Verschiebung des Probenhalters 12, verursacht durch die Haltekraft der Permanentmagneten 48, 50, aufzunehmen und dadurch die Piezo-Verschiebeelemente 20, 22, 24 zu entlasten und vor zu großen Kräften zu schützen. Dies wird im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 6 noch detailliert erläutert. Starting from the position of the sample holder 12 shown in FIG. 1, the latter is still moved in the direction of the microscope objective 30 in the opposite direction to the y-direction, thereby becoming detached from a guide plate 56 which in the representation of FIG. 1 surrounds the sample holder 12 in sections and which is connected via mounting rods 58 with the piezo-displacement element 26. With the piezo-displacement element 26, a displacement of the guide plate 56 in and against the x-direction can be achieved, wherein the guide plate 56 is moved during the transfer of the sample holder 12 from the transport device 14 to the scanning device 16 parallel to the x-direction and provided is to receive a torque at such a displacement of the sample holder 12, caused by the holding force of the permanent magnets 48, 50, and thereby to relieve the piezo-displacement elements 20, 22, 24 and to protect against excessive forces. This will be explained in detail in connection with FIGS. 2 to 6.

Die Führungsplatte 56 weist eine in Fig. 1 nicht erkennbare, kreisrunde Durchgangsöffnung auf, in die der Probenhalter 12 durch eine entsprechende Bewegung des Halters 18 eingeschoben und auch wieder aus dieser herausgezogen werden kann. The guide plate 56 has a non-recognizable in Fig. 1, circular passage opening into which the sample holder 12 can be inserted by a corresponding movement of the holder 18 and also pulled out of this again.

Die Darstellung der Fig. 2 zeigt die Scanvorrichtung 16 und die Transportstange 15 abschnittsweise. Ebenfalls dargestellt sind der Probenhalter 12, das Mikroskopobjektiv 30 und abschnittsweise der Verschiebetisch 32. In dem in Fig. 2 dargestellten Zustand ist die Feder 46 des Probenhalters 12 vollständig in der Nut 44 der Transportstange 15 aufgenommen. Da der Probenhalter 12 einen etwas geringeren Querschnitt aufweist als die Transportstange 15, ist die Feder 46 in der Darstellung der Fig. 2 nicht zu erkennen. Das obere Ende des Probenhalters 12, das sich unmittelbar an die Feder 46 anschließt, ist innerhalb einer Durchgangsöffnung 58 der Führungsplatte 56 mit geringem Spiel aufgenommen. Bei einer Bewegung der Führungsplatte 56 im oder entgegen der x-Richtung kann sich der Probenhalter 12 dadurch an der Führungsplatte 56 abstützen. Der Probenhalter 12 ist mit zwei zueinander parallelen Querbohrungen 60 versehen, in denen jeweils ein Permanentmagnet 62, 64 aufgenommen ist. Fluchtend zu den Querbohrungen 60 sind auch in dem Haltekeil 54 Querbohrungen angeordnet, siehe Fig. 7, in denen ebenfalls Permanentmagnete angeordnet sind. Die Permanentmagnete 62, 64 und die Permanentmagnete in dem Haltekeil 54 sind so angeordnet, dass sie einander anziehen, so dass in der in Fig. 2 dargestellten Position der Probenhalter 12 über die Haltekraft der Permanentmagnete 62, 64 an dem Haltekeil 54 und somit dem Halter 18 gehalten ist. The illustration of FIG. 2 shows the scanning device 16 and the transport rod 15 in sections. Also shown are the sample holder 12, the microscope objective 30 and sections of the displacement table 32nd In the state shown in Fig. 2, the spring 46 of the sample holder 12 is completely received in the groove 44 of the transport rod 15. Since the sample holder 12 has a slightly smaller cross-section than the transport rod 15, the spring 46 in the illustration of FIG. 2 can not be seen. The upper end of the sample holder 12, which adjoins directly to the spring 46, is received within a through hole 58 of the guide plate 56 with a small clearance. Upon movement of the guide plate 56 in or against the x-direction, the sample holder 12 can thereby be supported on the guide plate 56. The sample holder 12 is provided with two mutually parallel transverse bores 60, in each of which a permanent magnet 62, 64 is received. In alignment with the transverse bores 60, transverse bores are also arranged in the retaining wedge 54, see FIG. 7, in which permanent magnets are likewise arranged. The permanent magnets 62, 64 and the permanent magnets in the retaining wedge 54 are arranged so that they attract each other, so that in the position shown in Fig. 2, the sample holder 12 via the holding force of the permanent magnets 62, 64 on the retaining wedge 54 and thus the holder 18 is held.

In dem in Fig. 2 dargestellten Zustand ist der Probenhalter 12 somit sowohl an der Transportstange 15 über die Haltekräfte der ersten Magneten 48, 50 als auch an dem Halter 18 über die Haltekräfte der zweiten Magneten 62, 64 befestigt. In the state shown in FIG. 2, the sample holder 12 is thus fastened both to the transport rod 15 via the holding forces of the first magnets 48, 50 and to the holder 18 via the holding forces of the second magnets 62, 64.

Ausgehend von dem Zustand der Fig. 2 wird der Probenhalter 12 nun mittels der Scanvorrichtung 16 in x-Richtung bewegt, um den Probenhalter 12 von der Transportstange 15 zu lösen. Eine solche Bewegung in x-Richtung erfolgt mittels des Piezo- Verschiebeelements 26, siehe Fig. 1 . Die Führungsplatte 56 wird, siehe Fig. 1 , mittels des Piezo-Verschiebeelements 26 gleichförmig zu der Halteplatte 52 des Halters 18 bewegt. Die Darstellung der Fig. 3 zeigt den in x-Richtung seitlich verschobenen Zustand des Probenhalters 12. Die Feder 46 des Probenhalters 12 ist parallel zur Längsrichtung der Nut 44 der Transportstange 15 nun fast vollständig aus der Nut 44 herausbewegt worden. In dem in Fig. 3 dargestellten Zustand sind die Permanentmagneten 48, 50 in dieser Lage dadurch nicht mehr fluchtend zueinander angeordnet, so dass die Haltekräfte zwischen den Permanentmagneten 48, 50 dadurch stark reduziert und im Wesentlichen nicht mehr vorhanden sind. Ausgehend von dem in Fig. 3 dargestellten Zustand kann der Probenhalter 12 dadurch nun problemlos entgegen der y-Richtung nach unten bewegt werden und wird während dieser Bewegung zuverlässig an dem Halter 18 mittels der zweiten Permanentmagneten 62, 64 gehalten. Während der Bewegung des Probenhalters 12 in x-Richtung, also von dem Zustand in Fig. 2 zu dem Zustand der Fig. 3, stützt sich der Probenhalter 12 an der Innenwandung der Durchgangsöffnung 58 in der Führungsplatte 56 ab, die dadurch den Großteil der Verschiebekräfte aufnimmt, die benötigt werden, um die ersten Permanentmagneten 48, 50 voneinander zu trennen. Da die Führungsplatte 56 mittels der Befestigungsstangen 58 unmittelbar mit dem Piezo-Verschiebeelement 26 verbunden ist, werden diese Verschiebekräfte auch ausschließlich in das Piezo-Verschiebeelement 26 eingeleitet, nur zu einem extrem geringen Teil in den Halter 18 und damit in die Piezo- Verschiebeelemente 20, 22 und 24, siehe Fig. 1 . Die Piezo-Verschiebeelemente 20, 22, 24 werden für eine Bewegung des Probenhalters 12 während des Abscannens der Probe 28 vor dem Mikroskopobjektiv 30 benötigt und sind dadurch zum einen hochpräzise, dürfen zum anderen aber auch nicht mit großen Haltekräften belastet werden. Typischerweise dürfen die Piezo-Verschiebeelemente 20 und 22 mit einer Kraft von maximal 5 N belastet werden. Indem nun die Verschiebekraft und ein Drehmoment beim Lösen des Probenhalters 12 von der Transportvorrichtung 14 zum größten Teil von der Führungsplatte 56 und dadurch von dem Piezo-Verschiebeelement 26 aufgenommen werden, kann sichergestellt werden, dass die empfindlichen Piezo-Verschiebeelemente 20, 22, 24 gegen zu große Haltekräfte geschützt sind. Das Piezo-Verschiebeelement 26 dahingegen wird während der Scan-Bewegung des Probenhalters 12 nicht benötigt und kann dadurch wesentlich stabiler ausgelegt werden. Starting from the state of FIG. 2, the sample holder 12 is now moved in the x direction by means of the scanning device 16 in order to detach the sample holder 12 from the transport rod 15. Such a movement in the x-direction takes place by means of the piezo-displacement element 26, see FIG. 1. The guide plate 56, see Fig. 1, by means of the piezo-displacement element 26 is uniformly moved to the holding plate 52 of the holder 18. The illustration of FIG. 3 shows the laterally displaced state of the sample holder 12 in the x direction. The spring 46 of the sample holder 12 has now been moved out of the groove 44 almost completely parallel to the longitudinal direction of the groove 44 of the transport rod 15. In the state shown in FIG. 3, the permanent magnets 48, 50 in this position are thus no longer aligned with each other, so that the holding forces between the permanent magnets 48, 50 thereby greatly reduced and substantially no longer exist. Starting from the state shown in FIG. 3, the sample holder 12 can now be easily moved downwards against the y-direction and is reliably held on the holder 18 by means of the second permanent magnets 62, 64 during this movement. During the movement of the sample holder 12 in the x-direction, ie from the state in Fig. 2 to the state of Fig. 3, the sample holder 12 is supported on the inner wall of the through hole 58 in the guide plate 56, thereby the majority of the displacement forces which are needed to separate the first permanent magnets 48, 50 from each other. Since the guide plate 56 is connected by means of the mounting rods 58 directly to the piezo-displacement element 26, these displacement forces are also introduced exclusively into the piezo-displacement element 26, only to an extremely small part in the holder 18 and thus in the piezo-displacement elements 20, 22 and 24, see FIG. 1. The piezo-displacement elements 20, 22, 24 are required for a movement of the sample holder 12 during the scanning of the sample 28 in front of the microscope objective 30 and are thus on the one hand highly accurate, but on the other hand must not be burdened with large holding forces. Typically, the piezo-displacement elements 20 and 22 may be loaded with a force of 5 N maximum. By now the displacement force and a torque when loosening the sample holder 12 of the transport device 14 for the most part of the guide plate 56 and thereby of the piezo-displacement element 26 are taken, it can be ensured that the sensitive piezo-displacement elements 20, 22, 24 against are protected to large holding forces. By contrast, the piezo-displacement element 26 is not needed during the scanning movement of the sample holder 12 and can thus be made much more stable.

Ausgehend von der Darstellung der Fig. 3 kann der Probenhalter 12 nun entgegen der y-Richtung bewegt werden, wobei dieser Zustand dann in Fig. 4 dargestellt ist. Im Zustand der Fig. 4 ist der Probenhalter 12 mittels des Piezo-Verschiebeelements 24 entgegen der y-Richtung, in der Fig. 4 also nach unten, bewegt worden. In diesem Zustand befindet sich der Probenhalter 12 nicht mehr in der Durchgangsöffnung 58 der Führungsplatte 56 und kann dadurch unabhängig von der Führungsplatte 56 frei bewegt werden. In dem in Fig. 4 dargestellten Zustand ist der Probenhalter 12 nun ausschließ- lieh mittels der zweiten Permanentmagneten 62, 64 und der gegenüberliegenden Permanentmagneten im Haltekeil 54 an dem Halter 18 gehalten. Starting from the representation of FIG. 3, the sample holder 12 can now be moved counter to the y-direction, this state then being illustrated in FIG. 4. In the state of FIG. 4, the sample holder 12 has been moved by means of the piezo-displacement element 24 counter to the y-direction, that is, in FIG. 4, downwards. In this state, the sample holder 12 is no longer in the through hole 58 of the guide plate 56 and thereby can be moved independently of the guide plate 56. In the state shown in FIG. 4, the sample holder 12 is now held exclusively on the holder 18 by means of the second permanent magnets 62, 64 and the opposing permanent magnets in the holding wedge 54.

Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, verändert die Transportstange 15 ihre Position nicht. In dem Zustand der Fig. 4 ist der Probenhalter 12 nun sowohl von der Transportstange 15 als auch der Führungsplatte 56 getrennt und die in einem Probenhaltering 66 im Probenhalter 12 angeordnete Probe 28 kann nun vor die Lichtaustrittsöffnung 68 des Mikroskopobjektivs 30 gebracht werden, um die Probe 28 untersuchen zu können. Dieser Zustand ist in der Darstellung der Fig. 5 dargestellt. Die Probe 28 ist zusannnnen mit dem Probenhalter 12 ausgehend von der in Fig. 4 dargestellten Position entgegen der x-Richtung verschoben worden. Der Probenhalter 12 ist nun wieder fluchtend zur Transportstange 15 angeordnet, die Feder 46 des Probenhalters 12 und der darin an- geordnete Permanentmagnet 50 sind aber so weit von der Nut 44 und dem darin angeordneten Permanentmagneten 48 der Transportstange 15 entfernt, dass die Anziehungskräfte der beiden Permanentmagneten 48, 50 verschwindend gering sind und die Scanbewegung des Probenhalters 12 nicht beeinflussen. Die Führungsplatte 56 ist in dem Zustand der Fig. 5 mit ihrer Durchgangsöffnung 58 fluchtend zu der Trans- portstange 15 und dem Probenhalter 12 angeordnet. As can be seen in Fig. 4, the transport rod 15 does not change its position. In the state of FIG. 4, the sample holder 12 is now separated from both the transporting rod 15 and the guide plate 56 and the sample 28 arranged in a sample holding ring 66 in the sample holder 12 can now be brought in front of the light exit opening 68 of the microscope objective 30, around the sample 28 to examine. This state is shown in the illustration of FIG. 5. The sample 28 has been moved together with the sample holder 12 from the position shown in Fig. 4 against the x-direction. The sample holder 12 is now again arranged in alignment with the transport rod 15, but the spring 46 of the sample holder 12 and the permanent magnet 50 arranged therein are so far away from the groove 44 and the permanent magnet 48 of the transport rod 15 arranged therein that the forces of attraction of the two Permanent magnets 48, 50 are vanishingly small and do not affect the scanning movement of the sample holder 12. The guide plate 56 is in the state of FIG. 5 with its passage opening 58 in alignment with the transporting rod 15 and the sample holder 12.

Die Probe 28 kann nun gemeinsam mit dem Probenhalter 12 mittels der Piezo- Verschiebeelemente 20, 22 und 24 nun vor dem Mikroskopobjektiv 30 bewegt werden, um ein Abscannen der Probe 28 zu ermöglichen. Das Mikroskopobjektiv 30 kann mittels des Verschiebetischs 32 in und entgegen der z-Richtung verschoben werden. The sample 28 can now be moved together with the sample holder 12 by means of the piezoelectric displacement elements 20, 22 and 24 in front of the microscope objective 30, in order to enable a scanning of the sample 28. The microscope objective 30 can be displaced by means of the displacement table 32 in and counter to the z-direction.

Wenn die Probe 28 vollständig abgescannt ist und der Probenhalter 12 aus dem Kryos- taten 36, siehe Fig. 1 , entfernt werden soll, wird der Probenhalter 12 mittels des Piezo- Verschiebeelements 20 dann in y-Richtung nach oben bewegt, bis die Feder 46 des Probenhalters 12 wieder vollständig in der Nut 44 der Transportvorrichtung 14 angeordnet ist und somit der Zustand der Fig. 2 erreicht ist. In dem Zustand der Fig. 2 ist das Magnetfeld der ersten Permanentmagneten 48, 50 dann senkrecht zu dem Magnetfeld der zweiten Permanentmagneten 62, 64 angeordnet und dann, wenn die Transportstange 15 in y-Richtung bewegt wird, kann der Probenhalter 12 relativ zu dem Hal- ter 18 bewegt werden, da die Haltekraft der zweiten Permanentmagneten 62, 64 in y- Richtung geringer ist als die Haltekraft der ersten Permanentmagneten 48, 50. Die Haltekraft der Permanentmagneten 48, 50 einerseits und die Haltekraft der Permanentmagneten 62, 64 und der gegenüber im Haltekeil 54 angeordneten Permanentmagneten muss dabei aufeinander abgestimmt sein, es ist aber nicht erforderlich, dass diese Haltekräfte exakt gleich groß sind. Dies deshalb, da die Magneten in einer Richtung senkrecht zu ihrem Magnetfeld vergleichsweise leicht voneinander gelöst werden können. When the sample 28 is completely scanned and the sample holder 12 is to be removed from the cryostat 36, see FIG. 1, the sample holder 12 is then moved upward in the y-direction by the piezo-displacement element 20 until the spring 46 the sample holder 12 is again completely arranged in the groove 44 of the transport device 14 and thus the state of Fig. 2 is reached. In the state of FIG. 2, the magnetic field of the first permanent magnets 48, 50 is then perpendicular to the magnetic field of the second permanent magnets 62, 64 and then, when the transport rod 15 is moved in the y-direction, the sample holder 12 relative to the Hal The holding force of the permanent magnets 48, 50 on the one hand and the holding force of the permanent magnets 62, 64 and the opposite In the retaining wedge 54 arranged permanent magnet must be coordinated with each other, but it is not necessary that these holding forces are exactly the same size. This is because the magnets can be relatively easily separated from each other in a direction perpendicular to their magnetic field.

Ausgehend von dem Zustand der Fig. 2 kann der Probenhalter 12 dann zusammen mit der Transportstange 15 aus dem Kryostaten 36 entnommen werden, indem die Transportstange 15 zusammen mit dem Probenhalter 12 aus der Durchgangsöffnung 42 herausgezogen wird. Die Darstellung der Fig. 6 zeigt die Darstellungen der Fig. 2, 3, 4 und 5 noch einmal nebeneinander, wobei mit Pfeilen 70, 72, 74, 76 jeweils die Bewegungsrichtung des Probenhalters 12 angedeutet ist, um diesen in die nächste, dargestellte Position zu bringen. Der Pfeil 76 deutet dabei an, dass die Transportstange 15 nun entfernt werden kann, da der Probehalter 12 sich in der vorgesehenen Position befindet. Starting from the state of FIG. 2, the sample holder 12 can then be removed together with the transport rod 15 from the cryostat 36 by pulling the transport rod 15 together with the sample holder 12 out of the through-opening 42. The illustration of FIG. 6 shows the representations of FIGS. 2, 3, 4 and 5 again side by side, wherein the direction of movement of the sample holder 12 is indicated by arrows 70, 72, 74, 76, to this in the next position shown bring to. The arrow 76 indicates that the transport rod 15 can now be removed because the sample holder 12 is in the intended position.

Die Darstellung der Fig. 7 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene Vll-Vll in Fig. 2, wobei der Übersichtlichkeit halber die Piezo-Verschiebeelemente 20, 22 und 24 sowie auch das Mikroskopobjektiv 30 und der Verschiebetisch 32 nicht dargestellt sind. The representation of FIG. 7 shows a view of the sectional plane VII-VII in FIG. 2, wherein for the sake of clarity, the piezo-displacement elements 20, 22 and 24 as well as the microscope objective 30 and the displacement table 32 are not shown.

Die Feder 46 des Probenhalters 12 ist im Zustand der Fig. 7 vollständig in der Nut 44 der Transportstange 15 aufgenommen und der Permanentmagnet 48 am Grund der Nut 44 der Transportstange 15 berührt mit seiner Stirnseite den Permanentmagnet 50 in der Stirnseite der Feder 46 des Probenhalters 12. Die beiden ersten Magneten 48, 50 hal- ten dadurch den Probenhalter 12 zuverlässig an der Transportstange 15. Das obere, sich an die Feder 46 anschließende Ende des Probenhalters 12 ist mit geringem Spiel in der Durchgangsöffnung 58 der Führungsplatte 56 aufgenommen. Die Haltestangen 58, die die Führungsplatte 56 mit dem Piezo-Verschiebeelement 26 verbinden, siehe Fig. 1 , sind lediglich abschnittsweise dargestellt. The spring 46 of the sample holder 12 is completely received in the state of Fig. 7 in the groove 44 of the transport rod 15 and the permanent magnet 48 at the bottom of the groove 44 of the transport rod 15 touches with its front side, the permanent magnet 50 in the end face of the spring 46 of the sample holder 12th The two first magnets 48, 50 thus hold the sample holder 12 reliably on the transport rod 15. The upper end of the sample holder 12 adjoining the spring 46 is received in the through-opening 58 of the guide plate 56 with a small clearance. The support rods 58, which connect the guide plate 56 with the piezo-displacement element 26, see Fig. 1, are shown only in sections.

In dem Zustand der Fig. 7 wird der Probenhalter 12 gleichzeitig mittels der beiden zweiten Permanentmagneten 62, 64 an dem Halter 18 gehalten. Der Haltekeil 54 ist mit zwei Querbohrungen 78 versehen, die zu den Querbohrungen 60 im Probenhalter 12 fluchten und an deren, dem Probenhalter 12 zugewandten Ende jeweils ein Permanentmag- net 80, 82 angeordnet ist. Die Permanentmagneten 62, 64, 80, 82 bilden die zweiten Magneten, mit denen der Probenhalter 12 am Halter 18 gehalten wird. Im Zustand der Fig. 7 berühren sich die Permanentmagnete 62 und 80 sowie 62 und 82, so dass die maximal mögliche Anziehungskraft erreicht ist. Wie Fig. 7 ohne Weiteres zu entnehmen ist, ist das Magnetfeld zwischen den Permanentmagneten 48, 50, die die ersten Magne- ten bilden, senkrecht zu dem Magnetfeld zwischen den Permanentmagneten 62, 64, 80, 82, die die zweiten Magneten bilden, angeordnet. Der Probenhalter 12 kann dadurch ausgehend von dem Zustand der Fig. 7 mittels des Piezo-Verschiebeelements 26, siehe Fig. 1 , in und entgegen der x-Richtung bewegt werden, ohne dass zu befürchten ist, dass die Verbindung des Probenhalters 12 mit dem Halter 18, die durch die Haltekraft der Permanentmagneten 62, 64, 80, 82 sichergestellt ist, sich löst. Wie ausgeführt wurde, wird ein dabei entstehendes Drehmoment auf die Halteplatte 52, das zu einer Überbelastung der mit der Halteplatte 52 verbundenen Piezo-Verschiebeelement 20, 22, 24 führen könnte, dabei durch die Führungsplatte 56 aufgenommen und über die Hai- testangen 58 auf das Piezo-Verschiebeelement 26 übertragen, so dass die Piezo- Verschiebeelemente 20, 22, 24 entlastet sind. In the state of FIG. 7, the sample holder 12 is simultaneously held on the holder 18 by means of the two second permanent magnets 62, 64. The retaining wedge 54 is provided with two transverse bores 78, which are aligned with the transverse bores 60 in the sample holder 12 and at whose, the sample holder 12 end facing each a permanent magnet 80, 82 is arranged. The permanent magnets 62, 64, 80, 82 form the second magnets, with which the sample holder 12 is held on the holder 18. In the state of Fig. 7, the permanent magnets 62 and 80 and 62 and 82 touch, so that the maximum possible attraction force is reached. As is readily apparent from FIG. 7, the magnetic field between the permanent magnets 48, 50, which form the first magnets, is arranged perpendicular to the magnetic field between the permanent magnets 62, 64, 80, 82 which form the second magnets , The sample holder 12 can thereby be moved starting from the state of Fig. 7 by means of the piezo-displacement element 26, see Fig. 1, in and against the x-direction, without any fear that the connection of the sample holder 12 with the holder 18, which is ensured by the holding force of the permanent magnets 62, 64, 80, 82, dissolves. As has been stated, a resulting torque on the holding plate 52, which could lead to an overloading of the holding plate 52 connected to the piezoelectric displacement element 20, 22, 24, thereby received by the guide plate 56 and on the shark test rods 58 transmitted to the piezo-displacement element 26, so that the piezo-displacement elements 20, 22, 24 are relieved.

Umgekehrt kann bei einem Lösen des Probenhalters 12 von dem Halter 18 die Trans- portstange 15 in y-Richtung bewegt werden. Da die Magnetfelder zwischen Transportstange 15 und Probenhalter 12 einerseits und zwischen Probenhalter 12 und Halter 18 andererseits senkrecht zueinander angeordnet sind, kann mittels einer Bewegung der Transportstange 15 in y-Richtung der Probenhalter 12 problemlos und zuverlässig von dem Halter 18 bzw. dem Haltekeil 54 mit den Permanentmagneten 80, 82 gelöst werden. Conversely, when the sample holder 12 is detached from the holder 18, the transporting rod 15 can be moved in the y-direction. Since the magnetic fields between transport rod 15 and sample holder 12 on the one hand and between sample holder 12 and holder 18 on the other hand are arranged perpendicular to each other, by means of a movement of the transport rod 15 in the y-direction of the sample holder 12 easily and reliably from the holder 18 and the retaining wedge 54 with the permanent magnets 80, 82 are released.

Die Erfindung ermöglicht demnach eine zuverlässige Übergabe des Probenhalters 12 von der Transportstange 15 der Transportvorrichtung 14 auf den Halter 18 bzw. die Scanvorrichtung 16, siehe Fig. 1 , ohne dass hierzu mechanische Greifer benötigt wer- den. Auch bei extrem geringen Temperaturen, beispielsweise dann, wenn der Kryostat 36 mit flüssigem Helium gefüllt ist oder wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 innerhalb einer Hochvakuumkammer angeordnet ist, muss dadurch nicht befürchtet werden, dass mechanische Vorrichtungen einfrieren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung in der dargestellten Ausführungsform kann dabei mit Permanentmagneten realisiert wer- den, d.h., es ist keine Steuerung der Haltekräfte der Magneten erforderlich. Alternativ können anstelle der Permanentmagneten aber auch Elektromagneten zum Einsatz kommen gegebenenfalls gesteuert bzw. geschaltet durch die Steuereinheit 27, siehe Fig. 1 . Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das anhand der vorstehenden Figuren gleichfalls beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zum Transferieren eines Pro- benhalters von der Transportvorrichtung 14 zu der Scanvorrichtung 16 ermöglichen dadurch eine schnelle und zuverlässige Übergabe des Probenhalters 12 auch unter extremen Bedingungen, beispielsweise innerhalb eines mit flüssigem Helium gefüllten Kryostaten. Accordingly, the invention enables a reliable transfer of the sample holder 12 from the transport rod 15 of the transport device 14 to the holder 18 or the scanning device 16, see FIG. 1, without requiring mechanical grippers for this purpose. Even at extremely low temperatures, for example, when the cryostat 36 is filled with liquid helium or when the device 10 according to the invention is arranged within a high-vacuum chamber, there is no need to fear that mechanical devices will freeze. The device according to the invention in the illustrated embodiment can be realized with permanent magnets, that is, no control of the holding forces of the magnets is required. Alternatively, however, instead of the permanent magnets, electromagnets may also be used, if appropriate, controlled or switched by the control unit 27, see FIG. 1. The device according to the invention and the method according to the invention described above for transferring a sample holder from the transport device 14 to the scanning device 16 thereby enable rapid and reliable transfer of the sample holder 12 even under extreme conditions, for example within a liquid helium-filled cryostat ,

Claims

Patentansprüche Patent claims Vorrichtung zum Transferieren eines Probenhalters (12) von einer Transportvorrichtung (14) zu einer Scanvorrichtung (16), dadurch gekennzeichnet, dass an der Transportvorrichtung und/oder am Probenhalter (12) wenigstens ein erster Magnet vorgesehen ist, um den Probenhalter (12) mittels des wenigstens einen ersten Magneten an der Transportvorrichtung (14) zu halten, und dass an der Scanvorrichtung (16) und/oder am Probenhalter (12) wenigstens ein zweiter Magnet vorgesehen ist, um den Probenhalter (12) mittels des wenigstens einen zweiten Magneten an der Scanvorrichtung (16) zu halten. Device for transferring a sample holder (12) from a transport device (14) to a scanning device (16), characterized in that at least one first magnet is provided on the transport device and/or on the sample holder (12) in order to hold the sample holder (12) by means of to hold the at least one first magnet on the transport device (14), and that at least one second magnet is provided on the scanning device (16) and/or on the sample holder (12) in order to attach the sample holder (12) by means of the at least one second magnet the scanning device (16). Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Scanvorrichtung (16) ausgebildet ist, den Probenhalter (12) senkrecht zu einem Magnetfeld des ersten Magneten zu bewegen. Device according to claim 1, characterized in that the scanning device (16) is designed to move the sample holder (12) perpendicular to a magnetic field of the first magnet. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Magnet und der wenigstens eine zweite Magnet so angeordnet und ausgebildet sind, dass ein mittels des ersten Magneten erzeugtes Magnetfeld zwischen der Transportvorrichtung (14) und dem Probenhalter (12) und ein mittels des zweiten Magneten erzeugtes Magnetfeld zwischen der Scanvorrichtung (16) und dem Probenhalter (12) wenigstens im Zeitpunkt der Übergabe des Probenhalters (12) von der Transportvorrichtung (14) an die Scanvorrichtung (16) senkrecht aufeinander stehen. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one first magnet and the at least one second magnet are arranged and designed such that a magnetic field generated by the first magnet between the transport device (14) and the sample holder (12) and a The magnetic field generated by the second magnet between the scanning device (16) and the sample holder (12) is perpendicular to one another at least at the time the sample holder (12) is transferred from the transport device (14) to the scanning device (16). Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen Transportvorrichtung (14) und Probenhalter (12) mittels einer Nut/Federverbindung erfolgt. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a connection between the transport device (14) and the sample holder (12) takes place by means of a tongue and groove connection. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Magnet an einem Grund der Nut (44) und/oder an einer Stirnseite der Feder (46) angeordnet ist. Device according to claim 4, characterized in that the at least one first magnet is arranged on a base of the groove (44) and/or on an end face of the spring (46). Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Scanvorrichtung (16) ausgebildet ist, den Probenhalter (12) zum Lösen des Probenhalters (12) von der Transportvorrichtung (14) relativ zur Transportvorrichtung in Längsrichtung der Nut (44) zu bewegen. Device according to claim 4 or 5, characterized in that the scanning device (16) is designed to move the sample holder (12) relative to the transport device in the longitudinal direction of the groove (44) in order to release the sample holder (12) from the transport device (14). 7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scanvorrichtung (16) innerhalb einer Kältekammer (36) angeordnet ist, wobei die Kältekammer (36) eine Durchgangsöffnung (42) zum wenigstens abschnittsweisen Einführen der Transportvorrichtung (14) aufweist. 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning device (16) is arranged within a cold chamber (36), the cold chamber (36) having a through opening (42) for inserting the transport device (14) at least in sections. 8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenhalter (12) und die Transportvorrichtung (14) stangenförmig ausgebildet sind. 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sample holder (12) and the transport device (14) are rod-shaped. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (14) einen gegenüber der Durchgangsöffnung (42) geringfügig kleiner Querschnitt aufweist und dass der Probenhalter (12) einen gegenüber der Transportvorrichtung (14) geringfügig kleineren Querschnitt aufweist. 9. Device according to claim 8, characterized in that the transport device (14) has a slightly smaller cross section than the through opening (42) and that the sample holder (12) has a slightly smaller cross section than the transport device (14). 10. Verfahren zum Transferieren eines Probenhalters (12) von einer Transportvorrichtung (14) auf eine Scanvorrichtung (16) und umgekehrt mit den Schritten Halten eines Probenhalters (12) mittels wenigstens eines ersten Magneten an der Transportvorrichtung (14), Bewegen des Probenhalters (12) zusammen mit der Transportvorrichtung (14), bis der Probenhalter (12) mittels wenigstens eines zweiten Magneten an der Scanvorrichtung (16) gehalten ist und Bewegen des Probenhalters (12) relativ zur Transportvorrichtung (14), so dass der Probenhalter (12) vollständig von der Transportvorrichtung (14) gelöst wird. 10. Method for transferring a sample holder (12) from a transport device (14) to a scanning device (16) and vice versa with the steps of holding a sample holder (12) on the transport device (14) by means of at least one first magnet, moving the sample holder (12 ) together with the transport device (14) until the sample holder (12) is held on the scanning device (16) by means of at least a second magnet and moving the sample holder (12) relative to the transport device (14) so that the sample holder (12) is complete is released from the transport device (14). 1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen des Probenhalters (12) relativ Transportvorrichtung (14), um den Probenhalter (12) von der Transportvorrichtung (14) zu lösen, im wesentlichen senkrecht zu einem von dem wenigstens einen ersten Magneten erzeugten Magnetfeld zwischen Transportvorrichtung (14) und Probenhalter (12) erfolgt. 1 1 . Method according to claim 10, characterized in that moving the sample holder (12) relative to the transport device (14) in order to release the sample holder (12) from the transport device (14), essentially perpendicular to a magnetic field generated by the at least one first magnet between the transport device (14) and the sample holder (12). 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegen des Probenhalters (12) relativ zu der Scanvorrichtung (16), um den Probenhalter (12) von der Scanvorrichtung (16) zu lösen, im wesentlichen senkrecht zu einem von dem wenigstens einen zweiten Magneten erzeugten Magnetfeld zwischen der Scanvorrichtung (16) und dem Probenhalter (12) erfolgt. 12. The method according to claim 10 or 1 1, characterized in that moving the sample holder (12) relative to the scanning device (16) in order to release the sample holder (12) from the scanning device (16), essentially perpendicular to one of The magnetic field generated by the at least one second magnet takes place between the scanning device (16) and the sample holder (12). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 12, wobei die Scanvorrichtung (16) in einer Kältekammer (36) angeordnet ist, gekennzeichnet durch Halten des Probenhalters (12) mittels der Transportvorrichtung (14), Einführen des Probenhalters (12) mittels der Transportvorrichtung (14) in die Kältekammer (36) und Ubergeben des Probenhalters (12) innerhalb der Kältekammer (36) von der Transportvorrichtung (14) auf die Scanvorrichtung (16). Method according to one of the preceding claims 10 to 12, wherein the scanning device (16) is arranged in a cold chamber (36), characterized by holding the sample holder (12) by means of the transport device (14), inserting the sample holder (12) by means of the transport device ( 14) into the cold chamber (36) and transferring the sample holder (12) within the cold chamber (36) from the transport device (14) to the scanning device (16). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch Einführen des Probenhalters (12) mittels der Transportvorrichtung (14) in eine mit flüssigem Gas, insbesondere flüssigem Helium, gefüllte Kältekammer (36). Method according to one of the preceding claims 10 to 13, characterized by inserting the sample holder (12) by means of the transport device (14) into a cold chamber (36) filled with liquid gas, in particular liquid helium.
PCT/EP2013/070894 2012-10-09 2013-10-08 Device and method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device Ceased WO2014056879A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012218377.9 2012-10-09
DE102012218377A DE102012218377B3 (en) 2012-10-09 2012-10-09 Apparatus and method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014056879A1 true WO2014056879A1 (en) 2014-04-17

Family

ID=49326663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/070894 Ceased WO2014056879A1 (en) 2012-10-09 2013-10-08 Device and method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012218377B3 (en)
WO (1) WO2014056879A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4174495A4 (en) * 2020-06-25 2024-02-28 Leadway (HK) Limited OBJECT TABLE AND TRANSFER PLATFORM FOR A BIOLOGICAL SAMPLE ANALYZER AND BIOLOGICAL SAMPLE ANALYZER

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4992660A (en) * 1989-06-26 1991-02-12 Jeol Ltd. Scanning tunneling microscope
US5214342A (en) 1991-10-21 1993-05-25 Yang Kei Wean C Two-dimensional walker assembly for a scanning tunneling microscope
DE9414994U1 (en) * 1994-09-15 1994-11-24 Universität Konstanz, 78464 Konstanz Atomic force and friction microscope for applications in ultra high vacuum
US6093930A (en) * 1998-04-02 2000-07-25 International Business Machnines Corporation Automatic probe replacement in a scanning probe microscope
US20060081468A1 (en) 2004-10-19 2006-04-20 Jds Uniphase Corporation Magnetic latch for a vapour deposition system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19935570C2 (en) * 1999-07-30 2001-07-05 Forschungszentrum Juelich Gmbh Micromanipulator
US7765905B2 (en) * 2002-05-29 2010-08-03 Massachusetts Institute Of Technology Magnetic micropositioner and method of providing the same
DE102004049371B4 (en) * 2004-10-09 2015-05-21 Forschungszentrum Jülich GmbH Nanomanipulator for analyzing or editing objects
DE102009020371A1 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Hpf Gmbh Piezoelectric drive device for moving e.g. cleaning device on surface of glass pane of aquarium, has support elements comprising different geometric shapes such that elements are excited with frequencies to natural oscillation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4992660A (en) * 1989-06-26 1991-02-12 Jeol Ltd. Scanning tunneling microscope
US5214342A (en) 1991-10-21 1993-05-25 Yang Kei Wean C Two-dimensional walker assembly for a scanning tunneling microscope
DE9414994U1 (en) * 1994-09-15 1994-11-24 Universität Konstanz, 78464 Konstanz Atomic force and friction microscope for applications in ultra high vacuum
US6093930A (en) * 1998-04-02 2000-07-25 International Business Machnines Corporation Automatic probe replacement in a scanning probe microscope
US20060081468A1 (en) 2004-10-19 2006-04-20 Jds Uniphase Corporation Magnetic latch for a vapour deposition system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012218377B3 (en) 2013-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69816974T2 (en) CRYSTAL SAMPLE HOLDER WITH AN ULTRA HEIGHT TILT ANGLE FOR AN ELECTRONIC MICROSCOPE
EP2458616B1 (en) Holder for an electron microscopic sample carrier
DE102014110724B4 (en) Manipulation container for cryo-microscopy
EP3385771B1 (en) Holding device for a sample holder and method for introducing and removing of a sample holder
DE102012209077B4 (en) Clamping device for clamping a rod-like workpiece and machine tool so
DE202009018781U1 (en) Device for assembly and / or disassembly of blow molds
EP2549320A1 (en) Exchangeable device for a microscope
DE102004057775B4 (en) Handling device for supplying electronic components, in particular ICs, to a test device
DE102008003172A1 (en) Mounting device for a gradient coil assembly in a magnetic resonance tomograph
WO2018166953A1 (en) Device for separating a structured layer on a substrate, and method for setting up the device
DE102009021201A1 (en) Bar arrangement and method for extracting magnetizable particles from solutions
DE102006006705B4 (en) Sample holder for fixing and transporting a sample tube within an NMR arrangement and automatic placement device for the automated exchange of NMR sample vials and operating methods
WO2018166954A2 (en) Substrate holder arrangement with mask support
EP3260379A9 (en) Simulation of gravity and device for creating a force acting on an object
DE102012218377B3 (en) Apparatus and method for transferring a sample holder from a transport device to a scanning device
EP2951060A1 (en) Arrangement for securing a functional assembly in a vehicle
DE69117215T2 (en) Scanning tunneling microscope
EP1006564A1 (en) Process of fabrication of semiconductor wafer boat and wafer boat
DE102016212259A1 (en) MIRROR ARRANGEMENT WITH ADJUSTABLE MIRRORS FOR PROJECTION EXPOSURE PLANTS AND CORRESPONDING PROJECTION EXPOSURE PLANT
WO2017157382A1 (en) Device for inserting into an imaging system
WO2016202782A1 (en) Vacuum valve with linear guide unit and valve system with such a valve and actuator
DE102007009867A1 (en) Imaging device with interchangeable diaphragms and method for this
DE68906405T2 (en) DEVICE FOR HEATING A SAMPLE IN A VACUUM CHAMBER.
DE102016225456B3 (en) Method and system for establishing a superconducting rail assembly, superconducting rail assembly and conveying system
DE102018206028A1 (en) Leaf spring connection

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13774409

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13774409

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1