Monochromátor pro nabité částice

Oblast techniky

Vynález se týká monochromátoru pro nabité částice s větším počtem sériově za sebou ve směru šíření částic uspořádaných Wienových filtrů.

io Dosavadní stav techniky

V moderních nízkonapěťových elektronových mikroskopech omezuje zvláště chromatická neostrost, obzvláště axiální chromatická aberace prvního řádu dosažitelnou rozlišovací schopnost asi na 3 nm pro energii elektronů 1 keV. Průměr d kotoučku chromatické aberace vGaussově obrazové rovině objektivu se přitom dá popsat jako součin konstanty CF chromatické aberace, apertumího úhlu a elektronového paprsku v Gaussově obrazové rovině a relativní energetické Šířky δΕ/Ε elektronového paprsku.

Konstanta chromatické aberace při vložených rotačně symetrických elektronových čočkách se na základě Scherzerova teorému principiálně nerovná nule a elektrony nejsou na základě emisního procesu a Boerschova efektu, tedy anomálního šíření energie na základě stochastického Coulombova střídavého působení monochromatické, takže relativní šířka energetického pásma se stále nerovná nule. Pro moderní nízkonapěťový rastrovací elektronový mikroskop s optimalizovanou čočkou objektivu a se Schottkyho emitorem z kysličníku zirkoničitého a wolframu jako elektro25 novým zdrojem je konstanta chromatické aberace asi 1,5 mm pro elektrony s energií 1 keV a při pracovní vzdálenosti 2 mm. Energetická šířka δΕ je asi 0,5 až 1 eV v závislosti na proudu elektronového paprsku.

Protože další minimalizace konstanty chromatické aberace je sotva možná, je k dalšímu zvětšení rozlišovací schopnosti již známo vložení korektorů chromatické aberace, které jsou tvořeny bud’ kvadrupólovými čočkovými systémy, nebo elektrostatickými zrcadly. Jako alternativa ke korektorům chromatické aberace, zpravidla vzhledem k jejich uspořádání velmi složitým, se nabízí redukovat energetickou šířku elektronového paprsku zpracovaného následujícím elektronově optickým zobrazujícím systémem pomocí monochromátoru.

Jako monochromátor s relativně jednoduchým uspořádáním jsou známé rotačně symetrické elektrostatické filtrační čočky, ve kterých jsou elektrostatickým polem směrovaným proti směru Šíření částic odfiltrovány takové částice, jejichž kinetická energie leží pod energií definovanou elektrostatickým potenciálním rozdílem. Takové elektrostatické filtrační čočky však mají nevýhodu v tom, že hodnota směrového záření elektronového paprsku se silně zhorší.

Nadto byly již navrženy elektrostatické monochromátory se zakřivenými optickými osami. Systémy se zakřivenými osami se avšak zpravidla dají těžko nastavit.

Nadto jsou jako monochromátory pro nabité částice známy Wienovy filtry, u kterých elektrostatické dipólové pole a magnetické dipólové pole jsou uspořádána tak, že jsou vzájemně překryté kolmo. Z článku v Journal of Physics E: Scientifique Instruments, Volume 3 (1970), str. 121 a následujících je již známo vložení dvou Wienových filtrů uspořádaných za sebou, přičemž prozařovaná sonda je uspořádána mezi oběma Wienovými filtry.Druhý Wienův filtr přitom slouží jako energetický analyzátor k výrobě elektronového energeticky ztrátového spektra sondy. Ke kompenzaci zaostřovacího působení Wienova filtru v jednom směru, jmenovitě ve směru elektrostatického pole, jsou přitom Wienovy filtry uspořádány mezi dvěmi kvadrupólovými čočkami.

V novějším konferenčním příspěvku Tanaky a dalších uveřejněném v Institute of Physics

Conferences, sériové číslo 165, sympozium 6, str. 217-218 je navržen další monochromátor,

-1 CZ 302133 B6 který se skládá ze dvou za sebou zapojených Wienových filtrů. Energetická selekce se přitom nachází uprostřed mezi oběma W lenovými filtry. Druhý Wienův filtr přitom slouží k tomu, aby znovu zrušil astigmatické zobrazení vytvořené prvním Wienovým filtrem.

V dalším konferenčním příspěvku stejných autorů na stejné konferenci (uveřejněném ve výše uvedeném svazku, str. 211 a 212) je dále popsáno uspořádání Wienova filtru, u kterého povrchové plochy jak elektrostatických elektrod, tak povrchy pólových nástavců magnetických dipólů jsou vytvořeny jako válcové plochy, takže je zaručeno zachování Wíenovy podmínky také ve větší vzdálenosti od optické osy.

Podstata vynálezu

Cílem předloženého vynálezu je navrhnout monochromátor s jednoduchým uspořádáním, který se jednoduše nastaví a nemá žádný nevýhodný vliv na hodnotu směrového záření filtrovaného paprsku částic.

Tohoto cíle se dosáhne podle prvního aspektu vynálezu monochromátorem pro nabité částice s větším počtem sériově za sebou ve směru šíření částic uspořádaných Wienových filtrů, podle vynálezu, jehož podstatou je, že jedna část Wienových filtrů je uspořádána azimutálně natočené kolem optické osy o 90° vůči jedné další části Wienových filtrů.

Vzájemně natočeným uspořádáním Wienových filtrů se dosáhne toho, že část Wienova filtru, s výhodou oba vnější filtry, vytvářejí astigmatické zobrazení v jednom směru a další Wienovy filtry, s výhodou prostřední, vnitřní vytvářejí astigmatické zobrazení ve kněmu kolmém směru, takže celkově se dosáhne stigmatického zobrazení. Protože podle prvního aspektu vynálezu monochromátor může sám zobrazovat stigmaticky, není pro stigmatické zobrazení třeba žádných dalších prvků, obzvláště žádných přídavných kvadrupólů.

Podle výhodného provedení vynálezu monochromátor obsahuje alespoň čtyři Wienovy filtry, z nichž dva jsou azimutálně natočeny o 90° vůči oběma dalším Wienovým filtrům.

Pole ve vnějších Wienových filtrech by přitom měla být uspořádána vzájemné paralelně a pole ve středních Wienových filtrech vzájemně antiparalelně. Dodatečně by lámavosti jednotlivých Wie35 nových filtrů měly být zvoleny tak, že jedná zobou axiálních základních drah monochromátoru je symetrická ke střední rovině monochromátoru a axiální základní dráha v rovině řezu k ní kolmé je antisymetrická ke střední rovině monochromátoru. Tím se dosáhne toho, že monochromátorem vytvořené zobrazení je celkově bez disperze; kolísání energie nevedou potom k žádnému časovému pohybu obrazu. Ve středu monochromátoru se vytvoří astigmatický mezi40 obraz, ve kterém může dojít k energetické filtraci štěrbinovou clonou.

K vytvoření celkového stigmatického zobrazení by měla být lámavost vnějších Wienových filtrů zvolena větší než je lámavost vnitřních Wienových filtrů.

Podle druhého aspektu vynálezu je monochromátor pro nabité částice proveden s jedním nebo větším počtem sériově za sebou ve směru šíření částic uspořádaných Wienových filtrů, přičemž podstatou vynálezu je, že pólové nástavce magnetických dipólů Wienova filtru a elektrody elektrických dipólů Wienova filtru jsou vytvořeny ohledně azimutálního natočení o 90° vůči sobě navzájem symetricky. K tomu by elektrody elektrických dipólů měly být ze stejného měkkého magnetického materiálu jako pólové nástavce magnetických dipólů. Vzájemným symetrickým uspořádáním magnetických dipólů a elektrických dipólů se dosáhne toho, že magnetické a elektrostatické rozdělení potenciálu a také magnetické a elektrostatické rozdělení pole jsou jak v příslušném podélném směru, tak i v příslušném příčném směru, stejná.

-2CZ 302133 B6

Wienovy filtry mají s výhodou vždy více segmentů pólových nástavců, přičemž mezi segmenty pólových nástavců každého jednotlivého Wienova filtru jsou upraveny elektrické izolace.

K sobě vzájemně přivrácené plochy pólových nástavců a elektrod Wienových filtrů jsou s výhodou vytvořeny jako koncentrické výseče kulových ploch nebo koaxiální výseče válcových ploch.

Čtyři Wienovy filtry jsou s výhodou uspořádány koaxiálně s optickou osou a oba vnitřní Wienovy filtry jsou orientovány natočené kolem optické osy azimutálně o 90° vůči oběma vnějším Wienovým filtrům.

Cívky magnetů a elektrické kontakty jsou s výhodou uspořádány pro umožnění natočení směrů polí magnetických a elektrických dipólů volbou nastavení v krocích po 90° kolem optické osy.

Symetrie magnetických a elektrostatických dípólových polí také v okrajových oblastech vede na jedné straně k tomu, že se zabrání chybám zobrazení. Symetrické uspořádání elektrostatické části a magnetické části jednotlivých Wienových filtrů současně poskytuje výrobně technické výhody při sériovém uspořádání více vzájemně natočených Wienových filtrů. Neboť elektrody a části pólových nástavců všech Wienových filtrů, které se mají vzájemně kombinovat, mohou být vyrobeny z jediného bloku materiálu, který v prvním kroku zpracování může být opatřen centrálním podélným otvorem k průchodu dráhy elektronů a dalším podélným otvorem k pozdější opětné montáži. Teprve v druhém kroku se vyrobí elektrody a pólové nástavce všech Wienových filtrů, které se mají vzájemně zkombinovat a teprve ve třetím kroku se blok materiálu rozdělí kolmo k otvorům vyrobeným v prvním kroku, V následujícím kroku se potom umístí cívky a elektrické kontakty a izolace mezi jednotlivými pólovými nástavci. Pomocí montážních otvorů vyrobených v prvním krokuje potom při pozdější opětné montáži zajištěno vzájemné symetrické uspořádání.

Ke správnému nastavení Wienovy podmínky také v okrajových oblastech Wienových filtrů jsou tedy vzájemně přivrácené plochy pólových nástavců a elektrod vytvořeny jako koncentrické výseče kulové plochy nebo koaxiální výseče válcové plochy. Koncentrické výseče kulové plochy nebo koaxiální výseče válcové plochy vzájemně přivrácených ploch pólových nástavců a elektrod mohou však být aproximovány velkým množstvím vždy rovinných, polygonálně uspořádaných ploch. Dále jsou tedy ještě jednotlivé pólové nástavce každého Wienova filtru vůči sobě elektricky izolovány a mezi jednotlivými Wienovými filtry jsou uspořádány clony z magnetického materiálu s vysokou magnetickou permeabi litou, aby zamezily rušení magnetických polí mezi Wienovými filtry.

Přehled obrázků na výkresech

Následně jsou blíže vysvětleny podrobnosti vynálezu pomocí příkladů provedení znázorněných na obrázcích. Přitom znázorňují:

obr. 1 řez monochromátorem podle vynálezu v rovině kolmé k optické ose;

obr. 2 rez monochromátorem na obr. 1 podél rovině řezu II—II;

obr. 3a a 3b schematické znázornění vlastností zobrazení monochromátoru ve dvou vzájemně kolmých rovinách řezu a obr. 4 diagram základních drah v monochromátoru podle obr. 1 a 2.

-3CZ 302133 B6

Příklady provedení vynálezu *

Jak plyne z obr. I a 2, monochromátor podle vynálezu se celkově skládá ze čtyř Wienových filtrů

Wl, W2, W3, W4, kteréjsou uspořádány sériově podél společné optické osy QA. Každý Wienův filtr je, pokud jde o natáčení o 90° kolem optické osy O A, vytvořen symetricky, tzn. že každý Wienův filtr Wl, W2, W3, W4 je vzhledem kdvěma vzájemně vůči sobě kolmým rovinám Sl, S2 symetrický. Každý Wienův filtr Wl, W2, W3, W4 se skládá ze čtyř segmentů 5, 6, 7, 8 pólových nástavců, kteréjsou vždy vzájemně elektricky izolovány izolacemi 9, 10, 11, 12. Každý ze κι čtyř segmentů 5, 6, 7, 8 pólových nástavců má pólový nástavec 13, J4, 15, j_6 vybíhající ve směru k optické ose OA. Koncové plochy 13a, 14a, 15a, 16a všech čtyř pólových nástavců přivracené k optické ose OA jsou vytvořeny jako plochy válcových výsečí koaxiálních s optickou osou OA. Kolem každého pólového nástavce 13, j4,15,16 je vždy uložena cívka 13s, 14s, 15s,

16s magnetu k vytvoření magnetických dipól o vých polí.

Na tom místě budiž poznamenáno, že celkové uspořádání každého jednotlivého Wienova filtru Wl, W2, W3, W4, na základe symetrie natáčením po 90° kolem optické osy OA, se uspořádáním podobá struktuře magnetického kvadrupólu. Na rozdíl od magnetického kvadrupólu se však u Wienových filtrů Wl, W2, W3, W4 u monochromátoru podle vynálezu nevytvoří žádná kvadru2o pólová pole ale čistě dipólová pole. V důsledku toho jsou cívky 13s, 15s magnetů, případně cívky 14s, 16s magnetů protilehlých pólových nástavců 13,15, případně 14, 16 buzeny opačně, takže proti sobě ležící plochy 13a, 15a, případně 14a, 16a pólových nástavců tvoří magnetické severní a jižní póly. Když je Wienův filtr Wl, W2, W3, W4 provozován tak, že např. oba proti sobě ležící pólové nástavce 13, J_5 vytvoří magnetické severní a jižní póly, vytvoří oba pólové nástavce

14, J_6 uspořádané tak, že jsou vůči nim natočeny o 90°, elektrody elektrických dipólů. Za tím účelem jsou segmenty 6, 8 pólových nástavců, se kterými jsou spojeny tyto oba pólové nástavce 14, 16 tvořící elektrody, nabity na vhodné elektrické potenciály přes kontakty, které nejsou podrobně znázorněny. Cívky 14s, 16s magnetů, které jsou uloženy na těch pólových nástavcích 14,16, které tvoří elektrody elektrostatického dipólu, nejsou při tomto způsobu provozu vlastně

3o potřebné. Poskytují však možnost provozovat v případě potřeby Wienův filtr natočený o 90° vzhledem k optické ose OA, takže všechny čtyři Wienovy filtry Wl, W2, W3, W4 mohou mít identické uspořádání a jsou s ohledem na elektrické a magnetické kontaktování jen rozdílně nastaveny.

Na obr. I jsou dále nakresleny otvory J_7, 18, 19, 20, které jsou určeny k centrované montáži sériového uspořádání více Wienových filtrů Wl, W2, W3, W4.

Jak plyne z obr. 2, jsou celkem čtyři Wienovy filtry Wl, W2, W3, W4 ve směru optické osy OA vzhledem ke svému mechanickému vytvoření uspořádány symetricky ke střední rovině S3. Vždy sousední Wienovy filtry Wl, W2, případně W3, W4 jsou vždy vůči sobě ohraničeny sledem z jedné elektrické izolace 21., jedné elektricky vodivé stínící desky jako clony 23 a další izolace 22. Stínící desky jako clony 23 přitom zabraňují jak rušení magnetických dipólových polí, tak i elektrostatických dipólových polí zjednoho Wienovy filtru Wl, W2, W3, W4 na sousední Wienův filtr Wl, W2, W3, W4. Elektrické izolace 21, 22 zabraňují zkratům. Stínící desky jako clony

23 v důsledku toho tvoří clony okrajových polí a jsou tvořeny elektricky vodivým magneticky měkkým materiálem, tedy feromagnetickým materiálem s velkou permeabilitou, velkou vodivostí a malou remanencí. Permeabilita by přitom měla být větší než 10 000. Vhodnými materiály jsou např. materiály vyráběné a nabízené firmou Vacuumschmelze s označením „Mumetall“ a ..Vacoperm“. Stínící desky jako clony 23 tím zabraňují efektům natáčení mezí sousedními Wie50 novy filtry Wl, W2, W3, W4. V případě potřeby mohou zde být opatřeny také dvojité clony okrajových polí, aby se dosáhlo vyšší účinnosti stínění.

Pamatuje se na další elektrické izolace 24 a magnetické stínící desky 25 z elektricky vodivého, magneticky měkkého materiálu vždy na obou vnějších okrajích monochromátoru, aby se monoI

-4CZ 302133 B6 chromátor celkově jak magneticky, tak elektricky izoloval, případně odstínil od ostatních součástí elektronového mikroskopu, do kterého je monochromátor určen k vestavbě.

Na další elektrická a magnetická stínění 26 a clony 27 se dodatečně pamatuje mezi středními, vnitřními Wienovými filtry W2. W3. Ve střední rovině S3 Wienova filtru W2, W3 vzniká astigmatický meziobraz, takže do této roviny se má vložit štěrbinová clona k energetické selekci.

Přes své konstrukčně stejné uspořádání jsou čtyři Wienovy filtry Wh W2, W3, W4 v rovině řezu kolmé k optické ose OA částečně natočeny kolem optické osy OA o velikosti 90°. Tvoří-li u prvního Wienova filtru Wl pólové nástavce 13a, 15a ležící v nákresně obr. 2 magnetické dipóly a pólové nástavce 16a, 14a ležící nad a pod nákresnou elektrostatické dipóly, pak je nastavení druhého Wienova filtru W2 následujícího za prvním Wienovym filtrem Wl natočeno přesně o 90°, tzn. že u druhého Wienova filtru W2 tvoří pólové nástavce ležící v nákresně obr. 2 elektrostatické dipóly a pólové nástavce ležící před a za nákresnou obr. 2 tvoří magnetické dipóly. Wienův filtr W3 následující za střední rovinou S3 je provozován přesně inverzně k předcházejícímu Wienovu filtru W2, tzn. že také zde tvoří pólové nástavce ležící v nákresně obr. 2 elektrody elektrostatických dipólů a pólové nástavce ležící před a za nákresnou tvoří magnetické dipóly, avšak s inverzní polaritou ke druhému Wienovu filtru W2. Čtvrtý Wienův filtr W4 je potom zase provozován identicky kprvnímu Wienovu filtru Wl.

Jak z předchozího vyplývá, jsou vzájemně natočeny oba střední Wienovy filtry W2, W3 antisymetricky a oba vnější Wienovy filtry Wh W4 vzájemně symetricky a oba vnitřní Wienovy filtry W2, W3 jsou natočeny vždy o 90° vzhledem k optické ose OA vůči sousedním vnějším Wienovým filtrům Wh W4.

Zobrazovací vlastnosti popsaných Wienových filtrů Wh W2, W3. W4 se dají nejjednodušeji vysvětlit pomocí obr. 3a a 3b. Na obr. 3a a 3b jsou zase naznačeny čtyři Wienovy filtry Wh W2, W3, W4 se směry v té době se vyskytujících elektrických polí E a v té době se vyskytujících magnetických polí B, Na obr. 3a jsou přitom znázorněny základní dráhy vycházející z jednoho bodu Pl v první rovině řezu XZ. Oba vnější Wienovy filtry Wh W4 zaostřují vždy průběhy drah v rovině XZ; naproti tomu v této rovině řezu nemají oba střední Wienovy filtry W2. W3 žádné zobrazovací vlastnosti, protože magnetické pole B obou středních Wienových filtrů W2, W3 leží v rovině XZ a elektrostatická pole E těchto dvou středních Wienových filtrů W2. W3 leží v rovině kolmé k rovině XZ. Jen v obou vnějších Wienových filtrech Wh W4 způsobí zobrazení naproti tomu Lorentzova síla a elektrostatická síla. Síla polí v obou vnějších Wienových filtrech Wh W4 se přitom zvolí v závislosti na energii elektronů tak, že v rovině XZ ve střední rovině S3 vznikne astigmatický meziobraz. Na základě symetrického uspořádání celého monochromátoru vytvoří poslední Wienův filtr W4 symetricky k prvnímu Wienovu filtru Wl meziobraz vznikající ve střední rovině S3 v bodě P2 ležícím za monochromátorem; lámavost posledního Wienova filtru W4 je navíc identická jako lámavost prvního Wienova filtru Wh tedy první a poslední Wienův filtr Wh W4 mají účelně identické délky ve směru optické osy OA.

Na obr. 3b jsou znázorněny paprsky vycházející ze stejného bodu Pl v rovině řezu YZ, kolmé k rovině na obr. 3a. V této rovině řezu YZ jsou oba vnější Wienovy filtry Wl, W4 bez účinku, protože elektrostatická pole E leží kolmo k této rovině řezu a magnetická pole B leží v této rovině řezu. V této rovině řezu YZ naproti tomu způsobí na základě Lorentzovy síly a elektrostatické síly zobrazení oba střední Wienovy filtry W2, W3. Síla obou středních Wienových filtrů W2, W3 se přitom zvolí v závislosti na energii částic tak, že dráhy částic vycházející z bodu Pl po výstupu z druhého Wienova filtru W2 a tím v oblasti střední roviny S3 probíhají rovnoběžně s optickou osou OA a od třetího Wienova filtru W3 se zaostří do stejného bodu P2, ve kterém se také uskuteční zobrazení bodu Pl v rovině řezu XZ. Jak právě plyne ze vzdálenosti obou středních Wienových filtrů W2, W3 relativně ke vzdálenostem obou vnějších Wienových filtrů Wh W4 k oběma konjugovaným bodům Ph P2, je lámavost obou vnějších Wienových filtrů Wh W4 zvolena větší než lámavost obou středních Wienových filtrů W2, W3. Lámavosti obou středních Wienových filtrů W2, W3 jsou přitom co do velikosti stejné. V důsledku toho jsou také účelně délky obou

-5CZ 302133 B6 středních Wienových filtrů W2, W3 ve směru optické osy identické; mohou však mít ve směru optické osy OA větší délku než oba vnější Wienovy filtry Wl, W4.

Celkově monochromátor jako celek zobrazuje stigmaticky, tzn. že bod Pl se zobrazí v bodě P2 stigmatieky. Zvětšení v rovině řezu XZ je přitom +1 a v rovině řezu YZ je -1. Toho se u monochromátoru podle vynálezu dosáhne bez dodatečných kvadrupólových čoček nebo kvadrupólových částí jednotlivých Wienových filtrů Wl, W2, W3, W4, tzn. že každý z Wienových filtrů W1, W2, W3, W4 tvoří tzv. homogenní Wienův filtr.

Na obr. 4 jsou znázorněny základní dráhy χα, γβ, χγ, χδ a rovněž disperze xk ve směru x a νκ ve směru y pro dříve popsaný monochromátor. Základní dráhy jsou přitom vypočítány v tzv. přiblížení SCOFF (Sharp Cut-Off Fringing Fíeld - ostře oříznuté okrajové pole). Pro všechny čtyři Wienovy filtry Wl - W4 je přitom za základ vzata efektivní délka pole 20 mm a pro vzdálenosti vždy mezi vnějšími Wienovými filtry Wl, W4, a sousedními vnitřními Wienovými filtry W2, W3 vzdálenost 5 mm a pro vzdálenost mezi oběma středními, vnitřními Wienovými filtry W2, W3 vzdálenost 20 mm. Jak plyne z obr. 4 je základní dráha xa antisymetrická ke střední rovině S3 a základní dráha γβ je symetrická ke střední rovině S3.

Na základě vhodně zvolené polarity jednotlivých Wienových filtrů Wl, W2, W3, W4 takovým způsobem, že polarita zkřížených polí v prvním Wienově filtru Wl a ve čtvrtém Wienově filtru W4 je identická a naproti tomu polarita zkřížených polí v obou středních, vnitřních Wienových filtrech W2 a W3 je nastavena navzájem opačně, je monochromátor jako celek a v obou rovinách řezu bez disperze. Naproti tomu ve střední rovině S3 leží ve směru x využitelná disperze xk a přídavně ve směru y nevyužitelná disperze νκ. Využitelná disperze νκ ve směru x přitom převažuje nevyužitelnou disperzi γκ ve směru y (viz obr. 4). Disperze νκ ve směru y není využitelná, protože štěrbina pro selekci energie musí být uspořádána na základě astigmatického meziobrazu paralelně k astigmatické přímce meziobrazu. Na základě disperze νκ ve směru y jsou také vzájemně posunuty čárkové obrazy vznikající ve střední rovině S3 vždy podle energie částic ve směru y, tedy ve směru čárek. Toto však není rušivé, když se délka štěrbiny štěrbinové clony zvolí dostatečně velká nebo čárkové obrazy pro rozdílné energie leží ve štěrbinové cloně posunuty ve směru štěrbiny.

Z disperze xk ve směru x 16,4 mm pro elektron lOkeV plyne disperze asi 1,6 pm na eV ve střední rovině S3, což je projeden elektron 10 keV relativně velké. K redukci energetické šířky na 0,2 eV je potřebná šířka Štěrbiny 320 nm. Takové šířky štěrbin se dají mikromechanicky snadno vyrobit. Pro elektrony s malou energií jako 10 keV je disperze přiměřeně větší a přiměřeně větší šířky štěrbin jsou dostačující k dosažení stejné energetické šířky.

Na základě astigmatického meziobrazu a žádných dalších reálných meziobrazu se v monochromátoru v monochromátoru nedá očekávat žádný závažný Boerschův efekt.

Monochromátor ostatně může být provozován také tak, že bod Pl předmětu a k němu konjugovaný obrazový bod P2 leží v monochromátoru virtuálně a stigmaticky.

Na základě popsaných symetrií případně antisymetrií polí a axiálních základních drah nemá monochromátor jako celek otvorové vady druhého řádu. Otvorová vada druhého řádu ve směru x v rovině selekce energie, tedy ve střední rovině, může být v případě potřeby korigována pomocí druhého hexapólu nebo odpovídajícími hexapólovými díly Wienových filtrů. Odpovídající hexapóly H1 a H2 jsou naznačeny na obr. 3a a 3b. Aby se zachovala symetrie celého systému jsou tyto hexapóly Hl, H2 uspořádány samozřejmě rovněž symetricky ke střední rovině S3.

Clony 23, 27 okrajových polí (obr. 2) mezi Wienovými filtry Wl, W2, W3, W4 jsou vytvořeny jako dírkové clony a připojeny ke kostře, případně střední hodnotě potenciálů elektrod (potenciálu paprsku) elektrostatických dipólů obou sousedních Wienových filtrů Wl, W2, W3, W4. Tyto

-6CZ 302133 B6 clony okrajových polí by měly být z jednoho materiálu s velkou magnetickou permeabilitou a nepatrnou remanencí.

Čtyři jednotlivé prvky korektoru podle vynálezu jsou pro výrobu relativně jednoduché. Nebudou 5 zapotřebí žádné kvadrupólové čočky nebo disperzní elektronové optické hranoly s kvadrupólovými částmi. Optická osa zůstává přímá a monochromátor může proto být velmi jednoduše provozován ve vypnutém stavu.

Protože ve Čtyřech Wienových filtrech Wl. W2, W3, W4 mohou být vyrobena jen zkřížená jedlo noduchá dipólová pole (tedy bez kvadrupólové části), je uskutečnění nastavení těchto čtyř Wienových filtrů Wl, W2j W3. W4 vůči sobě a celého monochromátoru necitlivé k čočkám elektronového mikroskopu a jednoduché.

Ohledně obr. 4 je třeba ještě poznamenat, že se při simulaci a výpočtu základních paprsků vyšlo ís z toho, že na označeném místě 28 je uspořádána hlavní rovina objektivu nebo kondenzoru následujícího a monochromátorem. Lom základních paprsků nenastane v tomto místě monochromátorem, ale čočkou objektivu nebo kondenzoru. Bez čočky objektivu nebo kondenzoru na označeném místě 28 by základní paprsky pokračovaly přímočaře, z čehož potom plynou výše popsané symetrické vlastnosti a neexistence disperze. Neexistence disperze a také výše popsané výhody plynoucí ze symetrických vlastností zůstávají přirozeně zachovány i při použití čočky objektivu nebo kondenzoru.