DE1012389B - Electron or ion microscope - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei Elektronenmikroskopen verwandte man bisher Strahlspannungen von 2000 Volt, sogar 50 000 bis 75 000 Volt. Man war dabei zunächst der Ansicht, daß mit steigender Strahlspannung eine Zunahme des Auflösungsvermögens, wie die Kurve 1 aus dem Jahre 1932 angibt, einträte. Diese berechneten Werte für das Auflösungsvermögen hat man praktisch aber nicht erreicht, sondern praktisch wurde z. B. 1941 bei 60 000 Volt von einem Forscher ein Auflösungswert von 2,2 X ΙΟ-⁶ mm erzielt." Neuerdings (1941) vertritt man daher die Auffassung, daß sich das Auflösungsvermögen entgegen der allgemeinen bisherigen Auffassung mit steigender Spannung, wie Kurve 2 zeigt, verschlechtert. Man ging daher von einer Strahlspannung von 300 000 Volt sogar auf 200 000 Volt als Betriebsspannung zurück. Diese Ergebnisse ließen es angezeigt erscheinen, mit niedrigeren Spannungen zu arbeiten.In electron microscopes, beam voltages of 2000 volts, even 50,000 to 75,000 volts, have been used up to now. It was initially of the opinion that the higher the beam voltage, an increase in the resolution, as indicated by curve 1 from 1932. These calculated values for the resolving power have not been achieved in practice. B. in 1941 at 60,000 volts a researcher achieved a resolution value of 2.2 X ΙΟ- ⁶ mm. "Recently (1941), therefore, the view is that the resolving power, contrary to the general opinion so far, increases with increasing voltage, such as curve 2 The operating voltage was therefore reduced from a beam voltage of 300,000 volts to 200,000 volts These results made it appear advisable to work with lower voltages.

Das vorliegende Elektronen- oder Ionenmikroskop soll nun erfindungsgemäß mit Strahlspannungen zwisehen 350 000 und 1 200 000 Volt, vorzugsweise zwischen 400 000 und 800 000 Volt betrieben werden. Überraschenderweise ergibt sich, wie Kurve 3 zeigt, daß bei Strahlspannungen über 350 000, insbesondere über 400 000 bis 800 000 Volt sich keine Abnahme, sondern Steigerung des Auflösungsvermögens bis zu einem Maximum bei etwa 700 000 Volt geltend macht, während bei Strahlspannungen über 800 000 Volt sich wieder ein Abfall zeigt, so daß bei 1,2 Millionen Volt das Auflösungsvermögen niedriger liegt als bei 400 000 Volt. Es empfiehlt sich daher für die Spitzenforschung im Bereich von 400 000 bis 800 000VoIt Strahlspannung zu arbeiten. Das Auflösungsvermögen für das Lichtmikroskop liegt bei 2 X 10~* mm. Die praktische Auflösungsgrenze für das Elektronenmikroskop liegt gemäß Kurve 3 bei 1000 Volt bei etwa 4X10-⁵mm, bei 10000 Volt bei 5 X 10-⁶ mm, bei 60 000 Volt bei 2X10-6 mm, bei 100 000 Volt bei 2,5 X 10-6 _mm> bei 200 000 Volt bei 2,9 χ 10-e_mm, bei 300 000 Volt bei 3 X 10~⁶ mm, bei 350 000 Volt bei 4 χ 10-7 mm, bei 550 00OVoIt bei 2XKHmm, bei 700 000 Volt bei 1 X 10—s mm, bei 800 000 Volt bei 2 X 10-8 mm, bei 1 000 000 Volt bei 7 X 10-» mm, bei 1 200 000 Volt bei 8 X 10-7 _mm.The present electron or ion microscope is now to be operated according to the invention with beam voltages between 350,000 and 1,200,000 volts, preferably between 400,000 and 800,000 volts. Surprisingly, as curve 3 shows, at beam voltages above 350,000, in particular above 400,000 to 800,000 volts, there is no decrease, but rather an increase in the resolving power up to a maximum at about 700,000 volts, while with beam voltages above 800,000 Volts a drop is again evident, so that at 1.2 million volts the resolution is lower than at 400,000 volts. It is therefore advisable to work in the range of 400,000 to 800,000VoIt beam voltage for top research. The resolution for the light microscope is 2 X 10 ~ * mm. The practical limit of resolution of the electron microscope is shown by curve 3 at 1000 volts at about 4X10- ⁵ mm, mm at 10,000 volts at 5 x 10- ⁶ mm at 60,000 volts at 2X10-6, 100 000 volts at 2.5 X 10-6 _mm> at 200,000 volts at 2.9 χ 10-e _m m, at 300,000 volts at 3 X 10 ~ ⁶ mm, at 350,000 volts at 4 χ 10-7 mm, at 550 00OVoIt at 2XKHmm, at 700,000 volts at 1 X 10- »mm, at 800,000 volts at 2 X 10-8 mm, at 1,000,000 volts at 7 X 10-» mm, at 1,200,000 volts at 8 X 10-7 _mm .

Wichtig zur Erreichung des hohen Auflösungsvermögens ist, daß ein möglichst niedriges Vakuum von unterhalb 10—⁷ bis 10—²⁷ mm Hg eingehalten wird. Der Dampf des Vakuumpumpenmittels, insbesondere der Quecksilberdampf, wird vorteilhaft restlos vom Inneren des Mikroskopes, insbesondere durch Kühlfallen, zurückgehalten, dabei kann auch mit einer Vakuumpumpenflüssigkeit gearbeitet werden, die einen niedrigeren Dampfdruck oder ein kleineres Molekül hat als Quecksilber. Vorteilhaft wird das Elektronen- oder IonenmikroskopIt is important to the achievement of the high resolving power, that the lowest possible vacuum is maintained from below 10- ⁷ to 10- ²⁷ mm Hg. The vapor of the vacuum pump medium, in particular the mercury vapor, is advantageously retained completely from the inside of the microscope, in particular by cold traps, while a vacuum pump fluid can also be used, which has a lower vapor pressure or a smaller molecule than mercury. The electron or ion microscope is advantageous

Anmelder:Applicant:

Dr. Heinrich Herbst,Dr. Heinrich Herbst,

Jena, Magnus-Poser-Str. 9Jena, Magnus-Poser-Str. 9

Dr. Heinrich Herbst, Jena,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Heinrich Herbst, Jena,
has been named as the inventor

Elektronenmikroskop zunächst mit Helium oder Wasserstoff gefüllt und dann evakuiert. Ferner kann vorteilhaft vor jeder Eingangsöffnung des Mikroskops, also vor der Objekteinführungsöffnung oder Filmeinführungsöffnung, oder vor den sonstigen Verstellorganen eine vorzugsweise abnehmbare evakuierbare Kammer angeordnet sein, die mit einer Vakuumpumpe in Verbindung gebracht werden kann. Wichtig ist auch, daß aus dem Elektronenmikroskop die Luft, d. h. die Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle möglichst weitgehend entfernt werden, was dadurch erreicht wird, daß an Stelle der Luft das Mikroskop mit Helium oder Wasserstoff gefüllt wird, welche Gase ein kleineres Molekül haben als Sauerstoff oder Stickstoff, und daher weniger störend sind. Diese Wasserstoff- oder Heliumfüllung läßt sich natürlich auch bei niedrigeren Strahlspannungen verwenden.Electron microscope first filled with helium or hydrogen and then evacuated. It can also be advantageous in front of each entrance opening of the microscope, i.e. in front of the object insertion opening or film insertion opening, or a preferably removable evacuable one in front of the other adjusting elements Chamber be arranged, which can be brought into connection with a vacuum pump. Important is also that from the electron microscope the air, i. H. the oxygen and nitrogen molecules if possible can be largely removed, which is achieved by using the microscope instead of air Helium or hydrogen is filled, which gases have a smaller molecule than oxygen or nitrogen, and are therefore less annoying. This hydrogen or helium filling can of course also be used use lower beam voltages.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Elektronen- oder Ionenmikroskop, gekennzeichnet durch Strahlspannungen zwischen 350 000 und 1 200 000 Volt, vorzugsweise zwischen 400 000 und 800 000 Volt.1. Electron or ion microscope, characterized by beam voltages between 350,000 and 1,200,000 volts, preferably between 400,000 and 800,000 volts. 2. Elektronen- oder Ionenmikroskop nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein möglichst niedriges Vakuum unterhalb 10—⁷ bis 10—²⁷ mm Hg.2. electron or ion microscope according to claim 1, characterized by the lowest possible vacuum below 10- ⁷ to 10- ²⁷ mm Hg. 3. Elektronen- oder Ionenmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf des Vakuumpumpenmittels, insbesondere der Quecksilberdampf, restlos von dem Inneren des Mikroskops, insbesondere durch Kühlfallen zurückgehalten ist, und daß auch eine Vakuumpumpenflüssigkeit zu verwenden ist, die einen niedrigeren Dampfdruck oder ein kleineres Molekül hat als Quecksilber.3. electron or ion microscope according to claim 1 or 2, characterized in that the Vapor of the vacuum pump means, particularly the mercury vapor, completely from the interior of the microscope, in particular by cold traps, and that also a vacuum pump liquid which has a lower vapor pressure or a smaller molecule than mercury is to be used. 709 588/213709 588/213 4. Elektronen- oder Ionenmikroskop, insbesondere nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zunächst mit Helium oder Wasserstoff gefüllt und dann evakuiert ist.4. Electron or ion microscope, in particular according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that it is first filled with helium or hydrogen and then evacuated. 5. Elektronen- oder Ionenmikroskop nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor jeder Eingangsöffnung des Mikroskops, also vor der Objekteinführungsöffnung oder Filmeinführungsöfrnung, oder vor den sonstigen Verstellorganen eine vorzugsweise abnehmbare, evakuierbare Kammer angeordnet ist, die mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht5. Electron or ion microscope according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that that in front of each entrance opening of the microscope, that is, in front of the object insertion opening or film insertion opening, or preferably one in front of the other adjusting elements removable, evacuable chamber is arranged, which is in communication with a vacuum pump Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings