DE2028357A1 - Elektronenmikroskop - Google Patents

Description

Patentanwälte
DlpL-Ing. R. BEETZ sen.
Dipl.-lng. K, LAMP :E?HT

Dr.-lng. R. B !i E T 2 jr,
8 München 22, Steinsdorfstr. 10

310-15.776p(15.777H) 9.6.1970

Ste D^!OPTIQUE, PRECISION ELECTRONIQUE & MECANIQUE SOPELEM, Paris (Prankreich)

Elektronenmikroskop

Die Erfindung hat ein Elektronenmikroskop zum Gegenstand, das eine Einrichtung zur Geschwindigkeitsfilterung besitzt.

Es sind bereits Elektronenmikroskope bekannt, die ein Dispersionssystem aufweisen, das eine Filterung der Elektronenbilder gestattet. Eine derartige Einrichtung ist von R. GASTAING und L. HENRY in einem Bericht über die Sitzung vom 2. 7. 1962 der französischen Akademie der Wissenschaften im Band 255 auf* den Seiten 76 und 78 der Akademiebe-» richte beschrieben worden. Bei einem solchen Dispersionssystem erfährt der von dem Objektiv des Elektronenmikroskops ausgehende Elektronenstrahl eine erste Ablenkung la einem Magnetprismaj sodann eine Reflektier an einsra ■©!©&>

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trostatischen Spiegel und schließlich eine zweite Ablenkung in dem Magnetprisma, welche die Bünde!achse in die Verlänger-ang der Achse des einfallenden Strahles bringt.

Nachteilig ist bei einer solchen Einrichtung, daß sie zwar eine Filterung der Elektronenbilder, nicht aber eine Filterung der Beugungsdiagramme ermöglich^«, Damit nämlich die Einrichtung die Bildqualität nicht beeinträchtigt, dürfen das Beugungsdiagramm und das von dem Objektiv ent» worfene Bild sich nur an zwei ausgezeichneten stigmatischen Punkten befinden, und eine Filterung mit Hilfe zweier einen Filterspalt· bildender beweglicher Lamellen kann nur am Ort dee von dem Dispersionssystem gelieferten reellen Bildes des Beugungsdiagramms erfolgen, d. h. die Filterung kann sich nur auf die Bilder· beziehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einrichtung au schaffen, die zusätzlich zur Filterung der Bilder auch eine Filterung der Beugungsdiagramme ermöglicht,

G&genstand der Erfindung ist daher ein Elektronenmikroskop mit einem Objektiv, einem Magnetprisma mit zur Objektivachse senkrechter Halbierungsebene, einem zur Prismenbasis parallelen und den Elektronenstrahl reflektierenden elektrostatischen Spiegel und einem Geschwindigkeitsfilter mit einem Filterspalt, das sick dadurch kennzeichnet, daß das Objektiv im wesentlichen aus drei Elektronenlinsen besteht, die in Fortpflansungsrichtung des Elektronenstrahls ein Bild und ein Beugungsdiagramm liefern, und daß der Filterspalt an der Stelle des vom Prisma entworfenen Bildes nach Eefl©ktion am Spiegel angeordnet -i-st»

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und ihrer Vor=

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teile soll im folgenden ein mögliches Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Elektronenmikroskop näher beschrieben werden, das in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei zeigen in der Zeichnung:

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer bekannten Einrichtung zum Filtern von Bildern, und

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung, die eine Filterung nicht nur der Bilder, sondern auc.h der Beugung sdiagramme ermöglicht.

Die in Fig. 1 veranschaulichte bekannte Einrichtung besitzt ein Elektronenobjektiv 1, hinter dem sich ein Objekt 2 befindet.

Auf dem Wege des Elektronenstrahls ist ein Magnetprisma 3 angeordnet.

Der Elektronenstrahl bildet bei A1 ein Beugungsdiagramm, erfährt eine erste Ablenkung in dem Prisma 3$ wird anschließend an einem elektrostatischen Spiegel k- reflektiert, erfährt sodann eine zweite Ablenkung an dem Prisma 3 und liefert schließlich ein reelles Bild A¹1 an der Stelle, an der sich ein Filterspalt 5 befindet.

Ein solches System weist auf seiner Achse zwei Paare von stigmatischen Punkten auf, wobei das eine dieser Paare A1-A'1 reell und das andere A2-A¹2 virtuell ist.

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Die oben beschriebene Einrichtung gestattet, wie
man aus der Zeichnung ohne weiteres sieht, nur eine Filterung an der Stelle des Bildes 2A^! ₀

Die Darstellung in Fig«, 1 gibt eine erfindungsgemäße Einrichtung wieder, die außerdem eine Filterung des Beugungsdiagramms ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist das .Objektiv 1 von Fig« 1 durch drei Elektronenlinsen Ll, L2 und L 3 ersetzt, die eine
Vertauschung der Lage des Bildes und des Beugungsdia=
gramrns des Objekts 2 ermöglichen^ die also an der Stelle B1 ein verkleinertes Bild"und an der Stelle B2 ein vergrößertes Beugungsdiagramm erzeugen können., Die Filterung erfolgt an der Stelle des reellen Punktes B⁸I₉ d₀ h» an
der Stelle des Bildes, und es ist dann möglich, die Beugungsdiagramme zu filtern,,

Die erfindungsgemäße Einrichtung von Figo 2 enthält selbstverständlMi wie die Einrichtung von Figo 1 ein Magnetprisma 3 und einen elektrostatischen Spiegel h_a

In der Einrichtung von Fig. 2 besitzt die erste Linse L1 eine kleine Brennweite und wirkt ähnlich wie ein
übliches Objektiv. Sie liefert an der Stelle G1 ein Beugungs diagramm und an der Stelle 11 ein reelles Bild. Die zweite Linse L2 weist eine Brennweite auf» die zur Erzeugung eines virtuellen Bildes an der Stelle 12 für das
iselle Bild an der Stelle 11 und eines reellen Bildes an der Stelle C2 für das Beugungsdiagramm an der Stelle C1 ausreicht. Die Linse L2 kehrt daher die relative Lage von Bild und Beugungsdiagramm um.

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Die dritte Linse L 3 bringt das endgültige Bild an die Stelle 13, wo auch der stigmatische Punkt B1 des Prismas 3 liegt, und das Beugungsdiagramm an die Stelle des stigmatischen Punktes B2 des Prismas 3·

Die in Fig. 2 dargestellten stigmatischen Punkte B¹2 und B¹I entsprechen den stigmatischen Punkten A^!2 bzw. AM- in Fig. 1.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung hatte die erste Linse L1 eine Brennweite f1 von 2,72 mm. Sie lieferte von dem Objektiv 2 ein 2,78 ram von seinem Mittelpunkt entfernt gelegenes Beugungsdiagramm bed. CI und ein 105»5 nun von dem gleichen Zentrum entfernt gelegenes Bild bei 11.

Die zweite Linse L2 befand sich 126 mm von der ersten Linse L1 entfernt und besaß eine Brennweite f2 von 4O mm. Die zweite Linse L2 verlegte das Beugungsdiagramm 49 mm jenseits seines Zentrums an die Stelle 02 und erzeugte gleichzeitig ein virtuelles Bild an der zwischen den Linsen L1 und L2 42 mm von dem Zentrum der Linse L2 entfernten Stelle 12.

Die dritte Linse L3 beaaß eine Brennweite von 17»4 mm und war 80 mm von der Linse L2 entfernt angeordnet. Sie verlegte das Beugungsdiagramm 95 mm entfernt von seinem Zentrum nach B2 und das endgültige Bild 20 mm von seinem Zentrum entfernt nach B1.

Bei diesen Werten für die einzelnen Abmessungen ergab sich für die gesamte Verkleinerung des von der Linse Lt

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entworfenen Bildes ein Wert von 3 und für die Vergrößerung des Beugungsdiagramms ein Wert von 2„15·

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Einzelheiten des Ausführungsbeispiels beschränkt, diese lassen sich vielmehr in vielfältiger
Weise abwandeln, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (2)

1. Patentansprüche

   Mi Elektronenmikroskop mit einem Objektiv, einem Magnetprisma mit zur Objektivachse senkrechter Halbierungsebene, einem zur Prismenbasis parallelen und den Elektronenstrahl reflektierenden elektrostatischen Spiegel und einem Geschwindigkeitsfilter mit einem Filterspalt, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv im wesentlichen aus drei Elektronenlinsen besteht, die in Fortpflanzungsrichtung des Elektronenstrahls ein Bild und ein Beugungsdiagramm liefern, und daß der Filterspalt an der Stelle des vom Prisma entworfenen Bildes nach Reflexion am Spiegel angeordnet ist.
2. 2. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv eine erste Linse mit einer Brennweite von 2,72 mm, eine 12o sm von der ersten Linse entfernte zweite Linse mit einer Brennweite von ^O mm und eine 80 mm von der zweiten Linse entfernte dritte Linse mit einer Brennweite von 1?»^ nun aufweist.

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