DE724183C - Anordnung zum Justieren von Objekttraegern, Blenden u. dgl. in Elektronenmikroskopen - Google Patents

Description

• Anordnung zum justieren von Objektträgern, Blenden u. dgl. in Elektronenmikroskopen Bei Elektronenmikroskopen sind zur Justierung von einzelnen Teilen, wie Blenden und Objektträgern, sehr kleine Verschiebungen erforderlich. Die bisher bekannten justiervorrichtungen arbeiten mit rein mechanischen Mitteln, um die Verschiebung zu bewirken. Diese bekannten Ausführungsformen sind verhältnismäßig umständlich und außerdem sehr ungenau.
• Es ist bekannt, daß piezoelektrische Kristalle, welche einem .elektrischen Feld ausgesetzt sind, mechanisch deformiert werden. Wenn beispielsweise eine Platte aus Seignettesalz oder einem anderen piezoelektrischen Kristall an einem Ende festgelegt und mit einem Elektrodenpaar versehen wird, bewegt sich das freie Ende der Kristallplatte beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden. Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Justieren von Objektträgern, Blenden u. dgl. in Elektronenmikroskopen. Erfindungsgemäß dient zur Justierung ein piezoelektrischer Kristall bzw. ein piezoelektrisches System, der bzw. das unter Einwirkung eines stetig veränderbaren Potentials steht. Durch diese Anordnung lassen sich äußerst geringe Verschiebungen ermöglichen. Beispielsweise beträgt bei einem Quarzkristall von etwa io mm Länge die Längenänderung beim Anlegen einer Spannung von etwä ioo Volt einige Tausendstel Millimeter. Will man die Längenänderungen vergrößern, so können gegebenenfalls mehrere Platten eines piezoelektrischen Kristalls hintereinander angeordnet werden. In manchen Fällen hat es sich auch als zweckmäßig erwiesen, zur Vergrößerung der Biege- oder Torsionsamplituden Hebel zu benutzen. Die piezoelektrischen Kristalle weisen den Vorteil gegenüber den rein mechanischen Anordnungen auf, daß besondere federnde Rohre (Tombakrohre) zur Übertragung der Vorschubbewegungen ins Innere des Vakuumgefäßes nicht erforderlich sind, da die Kristalle innerhalb des Vakuums angeordnet werden können. Es bat sich dann in manchen Fällen als zweckmäßig erwiesen, die Kristalle mit einer Schutzschicht zu bedecken. In der Fig. i ist eine Gesamtanordnung in zum Teil schematischer Weise dargestellt, während die Fig.2 bis .4 Ausführungsbeispiele der Ausbildung der piezoelektrischen Anordnung in schematischer Ansicht zeigen.
• Bei der Anordnung nach Fig. i ist die mit einer Öffnung 2 versehene Objektblende i zwischen den piezoelektrischen Anordnungen 3,, .4 und den Lagern 5, 6 angeordnet. Die Lager 5, 6 sind durch Federn 8, io in den Körpern 7, 9 verschiebbar angeordnet. Die Verschiebung der Blende i wird einerseits durch die piezoelektrischeAnordnung 3 und anderseits durch die piezoelektrische Anordnung4 erzielt. Dem Piezokristall3 wird durch die Belegungen i9, 2o. eine elektrische Spannung zugeführt, die mit Hilfe des Schleifers 18 an dem Spannungsteiler 17 eingestellt werden kann. Der Piezokristall3 ist zwischen den Führungen 12, 13 und dem Körper i i gelagert. Um eine Verschiebung in der senkrechten Richtung zu der durch den Piezokristall 3 bewirkten Verschiebung zu erreichen, wird dem Piezokristall 4 über die Belegungen 23, 2.4 eine Spannung zugeführt, die mit Hilfe des Schleifers 22 an dem Spannungsteiler 2i abgegriffen wird. Der piezoelektrische Kristall 4. ist zwischen den Lagern 14, 15, 16 angeordnet.
• Vorzugsweise besteht der piezoelektrische Kristall aus zwei mit aufgedampften Elektroden versehenen Kristallstreifen, die in an sich bekannter Weise miteinander verklebt sind. An dem Ende der Kristallstreifen ist ein als Hebel wirkender Arm befestigt, der die beim Anlegen einer Spannung auftretende Winkelverdrehung des Kristallstreifens mitmacht. Da diese Winkelverdrehung mit der Länge der Streifen zunimmt und von deren Breite unabhängig ist, ist es für empfindliche und große Vorschubbewegungen erforderlich, recht lange und schmale Kristallstreifen zu verwenden. Um die größte Kristallfestigkeit hierbei zu erreichen, werden künstlich gewachsene Stäbe verwendet, deren cAchse senkrecht zur Längsrichtung der Streifen liegt. Zur Steigerung der Empfindlichkeit bzw. Vergrößerung des Drehwinkels ist es nötig, mehrere Kristallstäbe durch geschmolzenes Seignettesalz aneinanderzusetzen. An einem Ende ist der Kristallstab unverrückbar fest gehaltert, während am anderen Ende senkrecht zu dem Doppelstreifen ein starrer Hebelarm befestigt ist. Bei dein in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden mit aufgedampften Silberelektroden bedeckten Kristallstreifen 25 in bekannter Weise so zusammengeklebt, daß beim Anlegen einer Spannung eine Winkelverdrehung des Doppelkristallstreifens auftritt. An einem Ende sind die Streifen fest durch den 1Ietallträger 26 gehaltert. Am entgegengesetzten Ende, welches an der Stelle 31 abgestützt ist, ist ein Hebelarm 27 senkrecht zu dem Kristallstreifen derart befestigt, daß er die Drehbewegung des Streifenendes mitmacht und mit seinem äußersten Ende 28 Vorschubbewegungen bewirkt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die feste Halterung des Doppelstreifens durch eine biegsame Befestigung mit den beiden dünnen Stahlnadeln 32, 33 ersetzt. Der starre Hebelarm ist in diesem Fall durch zwei Doppelkristallstreifen 29, 30 mit aufgedampften Elektroden ersetzt. Dabei sind die Doppelkristallstreifen so angeschnitten, daß ihre c -Achse unter einem Winkel von 45° zu ihrer Längsachse verläuft. Die Kristallstreifen sind beide am Ende der Kristallstreifen 25 mit geschmolzenem Seignettesalz angeschweißt. Das untere Ende ist in einem feststehenden Spitzenlager 31 gelagert. Beim Anlegen einer Spannung wird sich nun der Doppelstreifen 25 verdrehen und die senkrecht dazu liegenden Doppelstreifen -29, 30 unter derselben Spannung in demselben Sinn verbiegen. Die Bewegung des ebenen Endes 28 wird dadurch vergrößert.
• Gegebenenfalls kann auch die in den Fig. 4 dargestellte Anordnung Verwendung finden, bei der die Doppelstreifen 34, 39 nebeneinander auf den drehbar gelagerten Spitzen 35, 36, 38 angeordnet sind. Das eine Ende des Doppelstreifens 34 ist unverrückbar festgehalten. Beim Anlegen einer Spannnung wird der Ausschlag des beweglichen Endes des Doppelstreifens 34 durch die biegsame, jedoch knickfeste Verbindung 37 auf den Doppelstreifen 39 übertragen. Dieser Streifen dreht sich aber infolge der angelegten Spannung ebenfalls von sich aus in der gleichen Richtung. Der Ausschlag des Hebelarmes 4o ist auf diese Weise über das Doppelte gesteigert.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum Justieren von Objektträgern, Blenden u. dgl. in Elektronenmikroskopen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung ein piezoelektrischer Kristall bzw. ein piezoelektrisches System dient, der bzw. das unter Einwirkung eines stetig veränderbaren Potentials steht.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Ausnutzung der Längenänderung ides piezoelektrischen Kristalls zum Justieren.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Platten eines piezoelektrischen Kristalls hintereinander angeordnet sind.
4. 4. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der Biege- oder Torsionsamplituden Hebel vorgesehen sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrischen Kristalle sich innerhalb des Vakuums befinden.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristalle mit"einer Schutzschicht bedeckt sind.
7. 7. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobeinstellung der Objekte; Blenden u. dgl. durch mechanische Mittel erfolgt. B. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges System vom Biege- oder Torsionstyp zur Steuerung der Justierung dient.