DE102005031180B4 - Structure analysis method for ordered structures and use of the method - Google Patents

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    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4788Diffraction

Abstract

Strukturanalyseverfahren für geordnete Strukturen (14) mit folgenden Verfahrensschritten:
– Erzeugung eines ersten Struktur-Abbildes (24) mit Bragg-Reflexen (26) durch geeignetes Bestrahlen der Strukturen (14);
– Erzeugung eines zweiten Struktur-Abbildes (30) aus dem ersten Struktur-Abbild (24) unter teilweiser Ausblendung der Bragg-Reflexe (26); und
– Auswertung ausblendungsspezifischer Farb- und/oder Intensitätsverläufe in dem zweiten Struktur-Abbild (30),
– wobei
– Bragg-Reflexe (26) durch Drehen der Strukturen (14) bezüglich einer geeigneten Selektiv-Blendeneinrichtung (20) und/oder durch Drehen der Selektiv-Blendeneinrichtung (20) beim Abbilden teilweise oder vollständig ausgeblendet werden
– oder wobei
– Bragg-Reflexe (26) durch geeignete Wahl des Durchmessers der Selektiv-Blendeneinrichtung (20) beim Abbilden frequenzselektiv teilweise abgeblendet werden.
Structural analysis method for ordered structures (14) with the following method steps:
- generating a first structure image (24) with Bragg reflections (26) by suitably irradiating the structures (14);
- generating a second structure image (30) from the first structure image (24) with partial suppression of the Bragg reflections (26); and
Evaluation of skip-specific color and / or intensity gradients in the second structure image (30),
- in which
- Bragg reflections (26) by rotating the structures (14) with respect to a suitable selective iris device (20) and / or by turning the selective iris device (20) when imaging partially or completely hidden
- or where
- Bragg reflections (26) by appropriate choice of the diameter of the selective iris device (20) during the imaging frequency-selectively dimmed.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strukturanalyseverfahren für geordnete Strukturen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Sie betrifft auch eine Verwendung dieses Verfahrens zur Qualitätsüberprüfung bei der Herstellung geordneter Strukturen, wie beispielsweise geordnete Mono- und Multilagen von Kolloiden.The The present invention relates to an ordered structure analysis method Structures and an apparatus for carrying out this method. she also concerns a use of this quality control procedure the production of ordered structures, such as ordered mono- and multilayers of colloids.

Aus dem Stand der Technik sind eine ganze Reihe von Verfahren zur Analyse geordneter Strukturen bekannt. Bestrahlt man eine geordnete Struktur, wie z.B. einen Kristall, mit einer monochromatischen Strahlung geeigneter Wellenlänge, insbesondere Röntgen-, Elektronen- oder Neutronenstrahlung, so wirkt das Kristallgitter als räumliches Beugungsgitter für die auftreffende Strahlung. Durch konstruktive Interferenz entstehen auf einen schmalen Winkelbereich begrenzte Interferenzmaxima oder Beugungsreflexe, aus deren Lage und Intensität sich die über den Untersuchungszeitraum gemittelte Struktur des beugenden Kristalls ermitteln Lässt.Out The prior art is a whole series of methods for analysis ordered structures known. If you irradiate an ordered structure, how e.g. a crystal, more suitable with monochromatic radiation Wavelength, in particular X-ray, Electron or Neutron radiation, the crystal lattice acts as a spatial Diffraction grating for the incident radiation. Due to constructive interference arise limited to a narrow angle range interference maxima or Diffraction reflections, their position and intensity over the investigation period detect averaged structure of the diffractive crystal leaves.

Deutet man diese Beugungserscheinung nach Bragg als Reflexion der einfallenden Strahlung an parallelen Netzebenen einer periodischen Gitteranordnung mit dem Netzebenenabstand d, so muss der Gangunterschied zweier an benachbarten Netzebenen reflektierten Strahlenbündel für das Auftreten einer konstruktiven Interferenz gleich einem ganzzahligen Vielfachen Ihrer Wellenlänge λ sein. Da die reflektierten Strahlen den gleichen Winkel ⊝ wie die einfallenden Strahlen bezüglich der Netzebenen aufweisen, ergibt sich für die Winkelabhängigkeit der Intensitätsmaxima, die üblicherweise auch einfach als Bragg-Reflexe bezeichnet werden, die einfache Beziehung: 2 d sin ⊝n = n λ, (1)wobei n = 0, 1, 2, 3, ... die Beugungsordnung angibt. Die Winkellage der Bragg-Reflexe ist somit abhängig von der Wellenlänge λ der einfallenden Strahlung, wobei langwellige Strahlung entsprechend stärker gebeugt wird als kurzwellige. Gemäß dieser sogenannten Bragg-Bedingung oder Bragg-Gleichung lässt sich aus der Winkelabhängigkeit ⊝n der Beugungsreflexe einer bestimmten Beugungsordnung n bei bekannter Wellenlänge λ der Netzebenenabstand d bestimmen. Bei bekanntem Netzebenenabstand d kann sie andererseits jedoch auch zur Bestimmung einer unbekannten Wellenlänge λ verwendet werden, was beispielsweise in Kristallspektrometern zur Wellenlängenanalyse von Röntgen- und Neutronenstrahlung genutzt wird.If one interprets this diffraction phenomenon according to Bragg as a reflection of the incident radiation at parallel network planes of a periodic lattice arrangement with the lattice plane distance d, then the path difference of two beams reflected at adjacent lattice planes must be equal to an integer multiple of their wavelength λ for the occurrence of a constructive interference. Since the reflected rays have the same angle ⊝ as the incident rays with respect to the lattice planes, the angle dependence of the intensity maxima, which are usually also referred to simply as Bragg reflections, results in the simple relationship: 2 d sin ⊝ n = n λ, (1) where n = 0, 1, 2, 3, ... indicates the order of diffraction. The angular position of the Bragg reflections is thus dependent on the wavelength λ of the incident radiation, with long-wave radiation being correspondingly more diffracted than short-wave radiation. According to this so-called Bragg condition or Bragg equation, the lattice plane distance d can be determined from the angular dependence ⊝ n of the diffraction reflections of a specific diffraction order n at a known wavelength λ. On the other hand, however, if the interplanar spacing d is known, it can also be used to determine an unknown wavelength λ, which is used, for example, in crystal spectrometers for the wavelength analysis of X-ray and neutron radiation.

Bei einer Bestrahlung geordneter Mono- oder dünner Multilagen, die aus wenigen aufeinandergestapelten Einzellagen bestehen, mit einem geeigneten, kontinuierlichen Strahlungs- oder Wellenlängenspektrum wird die Bedingung für eine positive Interferenz des Gesamtsystems nicht nur von einer Wellenlänge erfüllt. Unterschiedliche Wellenlängen werden hierbei unter unterschiedlichen Winkeln unterschiedlich stark gestreut, so dass es zu einer entsprechenden spektralen Aufspaltung der Bragg-Reflexe kommt. Das spektrale (radiale) Intensitätsprofil der einzelnen Bragg-Reflexe, das zusätzlich von der Einstrahlrichtung gegenüber den Kristallachsen abhängt, ist hierbei charakteristisch für die bestrahlte Lagenstruktur und enthält damit alle wesentlichen Strukturinformationen, wie z.B. die Lagenanzahl und die Stapelabfolge. Für eine Vielzahl an aufeinandergestapelten Lagen lassen sich diese Strukturinformationen jedoch nicht mehr aus dem radialen Intensitätsprofil ermitteln.at irradiation of ordered mono- or thin multilayers, which consist of a few stacked individual layers, with a suitable, continuous radiation or wavelength spectrum becomes the condition for one positive interference of the entire system is not satisfied by only one wavelength. different Become wavelengths scattered differently at different angles, so that there is a corresponding spectral splitting of the Bragg reflections comes. The spectral (radial) intensity profile of the individual Bragg reflections, the additional from the direction of irradiation depends on the crystal axes, is characteristic of the irradiated layer structure and thus contains all essential structural information, such as. the number of layers and the stacking sequence. For a variety on stacked layers, this structural information can be however, no longer determine from the radial intensity profile.

Kristallstrukturuntersuchungen anhand von Bragg-Reflexen liefern Streubilder, die über den gesamten Beobachtungsbereich gemittelt sind. Für den Beobachtungsbereich gibt es somit keine Ortsauflösung. Diese kann einzig durch eine Verkleinerung des Beobachtungsbereichs verbessert werden. Bei der Untersuchung sehr kleiner Beobachtungsbereiche entstehen dabei jedoch Probleme wegen eines starken Intensitätsverlusts und der möglichen Überlagerung von Streubildern verschiedener Kristalle.Crystal structure investigations on the basis of Bragg reflections, scatter patterns are obtained via the entire observation area are averaged. For the observation area there it thus no spatial resolution. This can only by a reduction of the observation area be improved. When examining very small observation areas However, problems arise because of a strong loss of intensity and the possible overlay of scattering patterns of different crystals.

Eine zu untersuchende Struktur oder Probe kann jedoch beispielsweise auch durch eine vergrößernde optische oder elektronenoptische Abbildung mittels eines entsprechenden Mikroskops direkt visuell dargestellt und analysiert werden. Da das erreichbare Auflösungsvermögen durch die Wellenlänge der jeweils verwendeten Strahlung begrenzt ist, muss hierbei die Strahlungsart, d.h. auch die Art des verwendeten Mikroskops, in Abhängigkeit von der Größe der aufzulösenden oder zu analysierenden Struktur jeweils geeignet gewählt werden. Die Einsatzmöglichkeiten von Mikroskopen jedweder Art sind demgemäß durch das jeweils erreichbare Auflösungsvermögen entsprechend eingeschränkt.A however, the structure or sample to be examined may be, for example also by a magnifying optical or electron-optical imaging by means of a corresponding microscope be visualized and analyzed directly. Because the achievable Resolving power through the wavelength the radiation used is limited, this must be the Type of radiation, i. also the type of microscope used, in dependence on the size of the to be resolved or be selected to analyze each structure suitable. The possible uses Microscopes of any kind are accordingly achievable by the respective Resolving power accordingly limited.

Mikroskopische Untersuchungen bilden einen in einer Objektebene liegenden Ausschnitt einer Probe in einer zugeordneten Bildebene vergrößert und scharf ab. Andere nicht verdeckte Schichten der Probe werden immer unschärfer dargestellt je weiter entfernt sie von der Objektebene liegen. Damit lassen sich Anordnungen von Bausteinen an der Oberfläche einer Probe bzw. in einer kleinen Oberflächenschicht innerhalb der Grenzen des Auflösungsvermögens analysieren. Strukturinformationen ergeben sich aber erst, wenn die Bildinformationen nach gewissen Kriterien ausgewertet werden.microscopic Investigations form a section lying in an object plane a sample in an associated image plane enlarged and sharp. Other non-hidden layers of the sample will always be blurrier the farther away they are from the object plane. In order to can be arrangements of building blocks on the surface of a Sample or in a small surface layer within the limits of the resolution. However, structural information does not arise until the image information be evaluated according to certain criteria.

Bei licht- oder elektronenmikroskopischen Untersuchungen sind tiefensensitive Strukturaussagen nur sehr begrenzt möglich. Zudem erhält man nahezu keine Strukturinformationen aus dem Inneren einer zu analysierenden Probe. Außerdem lassen sich keine Korrelationen bezüglich das Vorkommens gleicher Kristallstrukturen sowie deren gegenseitige Ausrichtung unmittelbar für einen beobachteten Bereich ablesen.In light or electron microscopic investigations, deep-sensitive structural statements are only possible to a very limited extent. In addition, you get almost no structural information from the inside of a sample to be analyzed. In addition, no correlations with respect to the occurrence of identical crystal structures and their mutual orientation can be read directly for an observed range.

In der Dissertation von Dr. Ralf Biehl („Optische Mikroskope an kolloidalen Suspensionen unter Nichtgleichgewichtsbedingungen", Johannes Gutenberg Universität Mainz, Oktober 2001) werden unter anderem polykristalline kolloidale Einfach- und Mehrfachlagen mit parallelem weißen Licht parallel zur Lagennormalen der Kolloidschichten unter einem Lichtmikroskop mit einer irisförmigen variablen Aperturblende untersucht.In the dissertation of Dr. med. Ralf Biehl ("Optical Microscopes on Colloidal Suspensions under non-equilibrium conditions ", Johannes Gutenberg university Mainz, October 2001) will include polycrystalline colloidal Single and multiple layers with parallel white light parallel to the layer normal of the colloid layers under a light microscope with an iris-shaped variable Aperture diaphragm examined.

Die Kolloidschichten werden zum einen mit vollständig geöffneter Aperturblende bei maximaler Auflösung des Mikroskopobjektivs aufgenommen. Die Einzelteilchen sind hierbei deutlich zu erkennen, ohne das sich jedoch ein deutlicher Farbeindruck ergibt. Die Kolloidschichten sind so angeordnet, dass in der bildseitigen Fokalebene des Mikroskopobjektivs, d.h. in der Fourier-Ebene der Probe oder des untersuchten Objektes, rotationssymmetrisch angeordnete spektral aufgelöste Bragg-Reflexe 1. Ordnung auftreten. Die spektrale Auflösung dieser Bragg-Reflexe ist hierbei von der jeweiligen Kristallstruktur, der Lagenanzahl sowie der Stapelabfolge der Lagen abhängig.The colloid layers are recorded on the one hand with the aperture aperture completely opened at maximum resolution of the microscope objective. The individual particles are clearly visible, but without a clear color impression. The colloid layers are arranged so that in the image-side focal plane of the microscope objective, ie in the Fourier plane of the sample or the object under investigation, rotationally symmetrically arranged spectrally resolved Bragg reflections 1 , Order to occur. The spectral resolution of these Bragg reflections depends on the respective crystal structure, the number of layers and the stacking sequence of the layers.

Zum anderen werden die Kolloidschichten auch bei maximal geschlossener Aperturblende aufgenommen, wobei die Bragg-Reflexe 1. Ordnung gerade vollständig ausgeblendet sind. Das Auflösungsvermögen ist hierbei so stark reduziert, dass die einzelnen Teilchen nicht mehr getrennt voneinander beobachtet werden können. Durch das starke Ausblenden von Strahlungsanteilen erhält man jedoch tiefensensitive Farbinformationen zur Teilchenanordnung. Unter den verwendeten Versuchsbedingungen ergeben sich damit jedoch keine Informationen über die Ausrichtung der Kolloidkristalle bzw. über deren Achssymmetrie. Außerdem müssen den charakteristischen Farben durch separate tiefensensitive Strukturuntersuchungen erst die zugehörigen Kristallstrukturen mit bestimmter Lagenanzahl und bestimmter Abfolge der gegenseitigen Lagenanordnung zugeordnet werden.On the other hand, the colloid layers are also recorded at maximum closed aperture diaphragm, the Bragg reflections 1 , Okay just completely faded out. The resolution is so greatly reduced that the individual particles can no longer be observed separately from each other. Due to the strong suppression of radiation components, however, deep-sensitive color information for particle arrangement is obtained. Under the experimental conditions used, however, this gives no information about the orientation of the colloidal crystals or about their axis symmetry. In addition, the characteristic colors must first be assigned to the associated crystal structures with a specific number of layers and a specific sequence of the mutual layer arrangement by means of separate deep-sensitive structural investigations.

Es gibt verschiedene Patentdokumente [ DE 39 26 199 A1 , DE 26 16 716 A1 , DE 25 39 503 B2 , EP 0 028 774 A2 , US 5719405 A ], die Fehler in geordneten Strukturen dadurch unterscheiden, dass Bragg-Reflexe in Lichtmikroskopen mittels geeigneter Blenden ausgeblendet werden und die nicht ausgeblendeten Strahlungsteile weiter untersucht werden. Z.B. in DE 39 26 199 A1 wird ausgenutzt, dass generell die regelmäßigen Strukturen etwa auf Halbleitersystemen horizontal oder vertikal verlaufen und Störungen oder Defekte dagegen in unregelmäßigen Richtungen liegende Konturen aufweisen. Liegt eine streifenförmige Blende in der hinteren Brennebene in der bevorzugten Richtung, können die relativ regelmäßigen Strukturen ausgeblendet werden, wogegen die Fourier-Komponenten der Defekte die Zwischenräume passieren können, wodurch Defekte leichter zu finden sind. Auch in DE 26 16 716 A1 werden Fehler im Bildmuster mittels optischer Filterung detektiert, indem das Bildmuster einer Sollstruktur zur Filterung verwendet wird und daher nur das aus den Fehlern resultierende Licht zu einem wesentliche Teil durchgelassen wird. In DE 25 39 503 B2 werden Fehlstellen nicht rechteckiger Form in einer Fotolithographie-Schablone mit Rechteckmuster ausfindig gemacht, indem die Probe zusätzlich mit kohärentem und inkohärentem Licht vorzugsweise unterschiedlicher Wellenlänge ausgeleuchtet wird, wodurch Fehlstellen außerdem farblich hervorgehoben werden. In EP 0 028 774 A2 werden Defekte in einem periodischen Gitter zusätzlich derart untersucht, dass auch zwischen vergrößerten und verkleinerten Lochdefekten unterschieden werden kann. In US 5719405 A wird außerdem die zu untersuchende Probe abgescannt und Intensitätsunterschiede an einem Photodetektor dazu verwendet, zwischen geordneten Strukturen und Schmutzpartikeln zu unterscheiden.There are several patent documents [ DE 39 26 199 A1 . DE 26 16 716 A1 . DE 25 39 503 B2 . EP 0 028 774 A2 . US 5719405 A ], the errors in ordered structures differ in that Bragg reflections are hidden in light microscopes using suitable apertures and the non-hidden radiation parts are further investigated. Eg in DE 39 26 199 A1 It is exploited that, in general, the regular structures extend horizontally or vertically, for example on semiconductor systems, while interferences or defects have contours lying in irregular directions. If a strip-shaped aperture in the back focal plane lies in the preferred direction, the relatively regular structures can be masked out whereas the Fourier components of the defects can pass through the gaps, making defects easier to find. Also in DE 26 16 716 A1 For example, errors in the image pattern are detected by optical filtering by using the image pattern of a target pattern for filtering, and therefore, only the light resulting from the defects is substantially transmitted. In DE 25 39 503 B2 For example, voids of nonrectangular shape are found in a rectangular pattern photolithography template by additionally illuminating the sample with coherent and incoherent light of preferably different wavelengths, thereby also highlighting flaws in color. In EP 0 028 774 A2 In addition, defects in a periodic grating are additionally examined in such a way that it is also possible to distinguish between enlarged and reduced hole defects. In US 5719405 A In addition, the sample to be examined is scanned and intensity differences on a photodetector used to distinguish between ordered structures and dirt particles.

Gegenüber diesen Verfahren wurde dagegen festgestellt, dass sich weitere strukturelle Informationen insbesondere bei Multilagen von Kolloiden durch ein gezieltes Ausblenden bestimmter Bragg-Reflexe oder durch ein gezieltes Teilausblenden von Bragg-Reflexen erreichen lassen.Opposite these On the other hand, it was found that further structural Information in particular in multilayers of colloids by a targeted hiding certain Bragg reflexes or by a targeted Partial fade of Bragg reflections can be achieved.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Schaffung eines möglichst einfachen, schnellen, zuverlässigen und flexiblen Verfahrens mit hoher Ortsauflösung zur detaillierteren Analyse geordneter Strukturen. Das gesuchte Verfahren soll sowohl zur Analyse von Einzelstrukturen als auch zur Untersuchung von aus mehreren gleichartigen oder unterschiedlichen Einzelstrukturen bestehenden Strukturanordnungen oder Mehrfachstrukturen geeignet sein. Es soll insbesondere eine Bestimmung der Art und der Anzahl der Strukturen, der jeweiligen Ausrichtungskorrelationen und der Achssymmetrien ermöglichen.The Object of the present invention is therefore in the creation one possible simple, fast, reliable and flexible method with high spatial resolution for more detailed analysis ordered structures. The process sought should be used both for analysis of individual structures as well as for the investigation of several similar or different individual structures existing Structural arrangements or multiple structures may be suitable. It should in particular a determination of the nature and number of structures, the respective alignment correlations and axis symmetries enable.

Das gesuchte Strukturanalyseverfahren soll insbesondere auch in (industrielle) Herstellungsprozesse für geordnete Strukturen, wie z.B. geordnete Mono- und Multilagen von Kolloiden, integrierbar sein, um dort insbesondere eine zuverlässige Qualitätskontrolle für die hergestellten Strukturen zu gewährleisten. Strukturen der genannten Art sind beispielsweise als zwei- oder dreidimensionale optische Gitter verwendbar. In Kombination mit einem geeigneten aufgedampften magnetischen Material sind sie jedoch insbesondere auch als zukünftige Datenspeicher im Gespräch. Da gerade auf diesen Anwendungsgebieten bereits kleinste Strukturfehler eine praktische Nutzung deutlich einschränken oder gar unmöglich machen, ist die Gewährleistung einer stets gleichbleibend hohen Strukturqualität durch entsprechende Fertigungsmethoden mit einer integrierten zuverlässigen Qualitätskontrolle besonders wichtig. Durch gezieltes Aufdampfen beliebiger Materialien (wie beispielsweise geeignete Metalle oder Halbleiter) auf geeignete Kolloidlagen lassen sich jedoch auch für andere Anwendungsbereiche eine ganze Reihe anderer periodisch geordnete Strukturen mit Strukturparametern gezielt herstellen, die in der Größenordnung der Kolloide liegen.The sought-after structural analysis method should also be able to be integrated, in particular, into (industrial) production processes for ordered structures, such as ordered monolayers and multilayers of colloids, in order, in particular, to ensure reliable quality control of the structures produced. Structures of the type mentioned can be used, for example, as two- or three-dimensional optical gratings. In combination with a suitable vapor-deposited magnetic material they are but especially as a future data storage in conversation. Since it is precisely in these fields of application that even the smallest structural defects significantly limit practical use or even make it impossible, the guarantee of consistently high structural quality by means of corresponding production methods with integrated, reliable quality control is particularly important. By targeted vapor deposition of any materials (such as suitable metals or semiconductors) to suitable colloid layers, however, a whole range of other periodically ordered structures with structural parameters can be selectively produced for other applications, which are of the order of the colloids.

Die genannte Aufgabe wird durch ein Strukturanalyseverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Eine bevorzugte Verwendung des Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 22.The This object is achieved by a structural analysis method with the Characteristics of claim 1 solved. Preferred embodiments can be found in the dependent claims. A preferred Use of the method results from claim 22.

Bei dem erfindungsgemäßen Strukturanalyseverfahren wird eine zu untersuchende Probe oder eine geordnete Struktur zunächst auf an sich bekannte Art und Weise mittels eines geeigneten Bestrahlungssystems so mit geeigneten elektromagnetischen Wellen oder mit Materiewellen bestrahlt, dass diese an der Struktur gebeugt oder gestreut werden und sich unter bestimmten Beugungswinkeln bezüglich der Struktur bzw. bezüglich des einfallenden Primär- oder Zentralstrahls Interferenzmaxima oder Bragg-Reflexe ausbilden, die ein charakteristisches erstes Abbild der Struktur bilden oder darstellen.at the structure analysis method according to the invention At first, a sample or an ordered structure to be examined is placed on known manner by means of a suitable irradiation system so with suitable electromagnetic waves or with matter waves irradiated that these are bent or scattered on the structure and at certain diffraction angles with respect to the structure or with respect to the incoming primary or central ray forming interference maxima or Bragg reflections, which form a characteristic first image of the structure or represent.

Dieses erste Struktur-Abbild oder Fourier-Bild kann hierbei einen oder mehrere Bragg-Reflexe einer bestimmten Beugungsordnung, insbesondere die erste Beugungsordnung, oder auch Bragg-Reflexe mehrerer Beugungsordnungen umfassen. Neben den Bragg-Reflexen kann das erste Struktur-Abbild jedoch auch noch Bild- oder Strahlungssignale eines (vorzugsweise vergrößerten) Abbildes der Struktur selbst umfassen, wie es beispielsweise durch ein (Licht)-Mikroskopobjektiv erzeugt wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Bezeichnung „Abbild" nicht auf diesen speziellen mikroskopischen Anwendungsfall beschränkt ist, sondern im weitesten Sinne als strukturcharakteristisches Strahlungsintensitätsmuster oder als Strukturinformations-Strahlungsmuster zu verstehen oder zu interpretieren ist.This The first structure image or Fourier image can hereby be an or several Bragg reflexes a certain order of diffraction, in particular the first diffraction order, or Bragg reflections of several diffraction orders. Next the Bragg reflexes However, the first structure image may still image or radiation signals one (preferably enlarged) Include image of the structure itself, as for example by a (light) microscope objective is generated. It is however on it noted that the term "image" does not refer to this particular microscopic one Use case limited is, but in the broadest sense as a structural characteristic radiation intensity pattern or as a structure information radiation pattern to understand or to interpret.

Je nach Anwendungszweck und Größe der zu analysierenden oder aufzulösenden Struktur kann hierfür beispielsweise eine geeignete elektromagnetische Strahlung eines bestimmten kontinuierlichen Frequenz-, Wellenlängen- oder Energiebereichs oder -bandes, wie z.B. insbesondere sichtbares Licht oder ein geeignetes kontinuierliches Röntgenspektrum, verwendet werden.ever according to the purpose and size of the analyzing or dissolving Structure can do this for example, a suitable electromagnetic radiation of a certain continuous frequency, wavelength or energy range or band, e.g. in particular visible light or a suitable one continuous X-ray spectrum, be used.

Die strukturcharakteristischen Bragg-Reflexe können jedoch beispielsweise auch mit einer geeigneten monochromatischen oder quasi-monochromatischen elektromagnetischen Strahlung, wie z.B. insbesondere Laserstrahlung oder charakteristische Röntgenstrahlung einer bestimmten Frequenz, erzeugt werden.The However, structural characteristic Bragg reflections may be, for example also with a suitable monochromatic or quasi-monochromatic electromagnetic radiation, e.g. in particular laser radiation or characteristic X-rays a certain frequency, are generated.

Bei Bedarf können jedoch beispielsweise auch monoenergetische oder quasimonoenergetische Elektronen-, Ionen-, Protonen- oder Neutronenstrahlen (oder allgemein Teilchenstrahlen oder Materiewellen) mit einer geeigneten De-Broglie-Wellenlänge eingesetzt werden.at Need can however, for example, also monoenergetic or quasi-monoenergetic Electron, ion, proton or neutron beams (or in general Particle beams or matter waves) having a suitable de Broglie wavelength become.

Bei Verwendung einer monoenergetischen oder quasi-monoenergetischen Strahlung werden vorzugsweise mit unterschiedlichen Strahlungsenergien oder Wellenlängen mehrere erste Struktur-Abbilder erzeugt, auf die nachstehend noch ausführlich beschriebene erfindungsgemäße Art und Weise manipuliert, modifiziert oder weiterverarbeitet, d.h. unter teilweiser selektiver Ausblendung der Bragg-Reflexe in ein zweites Struktur-Abbild umgewandelt, und dann bei der nachstehend ebenfalls noch ausführlich beschriebenen Auswertung überlagert oder miteinander kombiniert. Die Auswertung kann hierbei sowohl anhand eines durch Überlagerung der einzelnen, energie- oder wellenlängenspezifischen, zweiten Struktur-Abbilder erzeugten Gesamt-Struktur-Abbildes als auch anhand der einzelnen, energie- oder wellenlängenspezifischen, zweiten Struktur-Abbilder und anschließender Kombination der hierbei erhaltenen Einzelergebnisse erfolgen. Das erreichbare lokale strukturelle Auflösungsvermögen steigt hierbei im allgemeinen mit der Anzahl der eingesetzten unterschiedlichen Strahlungsenergien oder Wellenlängen, d.h. mit der Anzahl der erzeugten und nach Ausblendung der Bragg-Reflexe miteinander kombinierten oder überlagerten energie- oder wellenlängenspezifischen zweiten Struktur-Abbilder.at Use of a monoenergetic or quasi-monoenergetic Radiation is preferably with different radiation energies or wavelengths generates several first structure images, to which below described in detail inventive type and Manned, modified or further processed, i. under partial selective suppression of the Bragg reflections in a second structure image converted and then described in detail below Evaluation superimposed or combined with each other. The evaluation can be both one by overlay the individual, energy or wavelength specific, second structure images generated overall structure image as well as on the basis of the individual, energy or wavelength specific, second structure images and subsequent combination of these individual results obtained. The achievable local structural Resolving power increases this generally with the number of different used Radiation energies or wavelengths, i. with the number of generated and after suppression of the Bragg reflexes combined or superimposed together energy or wavelength specific second structure images.

Gegebenenfalls können jedoch auch Teilchenstrahlen oder De-Broglie-Wellen eines bestimmten kontinuierlichen oder quasikontinuierlichen Wellenlängen- oder Energiebereichs oder Energiebandes eingesetzt werden.Possibly can but also particle beams or de Broglie waves of a particular continuous or quasi-continuous wavelength or Energy range or energy band.

Zur Erzeugung des ersten Struktur-Abbildes kann ein erstes Abbildungssystem mit einer (vorzugsweise vergrößernden) ersten Abbildungseinrichtung oder Abbildungsoptik verwendet werden, wobei die Bezeichnung Abbildungseinrichtung oder Abbildungsoptik im Rahmen der vorliegenden Erfindung im weitesten Sinne zu verstehen ist und die Gesamtheit der bei einer Bilderzeugung wirksamen Bauelemente, wie z.B. Linsen, Spiegel, Hohlspiegel, Prismen, Fresnelsche Zonenplatten oder Zonenkonstruktionen oder dergleichen, eines abbildenden Systems für die jeweils verwendete Strahlung umfasst.For generating the first structure image, a first imaging system can be used with a (preferably magnifying) first imaging device or imaging optical system, the term imaging device or imaging optical system being understood in the broadest sense in the context of the present invention and the entirety of the components that are effective in image formation , such as lenses, mirrors, concave mirrors, Pris men, Fresnel zone plates or zone constructions or the like, of an imaging system for the particular radiation used.

Diese Abbildungseinrichtung wird in Abhängigkeit von der eingesetzten Strahlung und der zu analysierenden Struktur geeignet gewählt. Je nach Anwendungszweck kann daher zum Abbilden der Struktur (und/oder der zugeordneten Bragg-Reflexe) beispielsweise ein geeignetes, erstes, insbesondere vergrößerndes, abbildendes, optisches, röntgenoptisches, elektronenoptisches, innenoptisches, neutronenoptisches oder ein sonstiges, geeignetes erstes, insbesondere vergrößerndes, abbildendes Linsensystem oder eine Linseneinrichtung verwendet werden, wie z.B. die Objektiveinrichtung oder das Objektiv eines geeigneten Licht-, Röntgen-, Elektronen- oder Ionenmikroskops (oder allgemein eines Teilchenstrahlmikroskops).These Imaging device is used depending on the Radiation and the structure to be analyzed suitably chosen. ever according to application can therefore for imaging the structure (and / or the associated Bragg reflexes), for example, a suitable, first, especially magnifying, imaging, optical, x-ray, Electron-optical, interior-optical, neutron-optical or a other, suitable first, in particular magnifying, imaging lens system or a lens device may be used, e.g. the lens device or the objective of a suitable light, X-ray, electron or ion microscope (or generally a particle beam microscope).

Das erste Struktur-Abbild kann hierbei auf an sich bekannte Art und Weise sowohl durch ein Transmissionsverfahren als auch durch ein Reflexionsverfahren erzeugt werden. Bei einem Transmissionsverfahren werden die zu untersuchenden Proben oder Strukturen durchstrahlt, so dass sie zunächst entsprechend dünn zu präparieren sind. Mit einem Reflexionsverfahren lassen sich auch Oberflächenschichten dicker Proben untersuchen, die nicht mehr durchstrahlt werden können. Die Proben oder Strukturen können gegebenenfalls auch sowohl in Reflexion als auch in Transmission abgebildet oder aufgenommen und analysiert werden, sei es in einem einzigen Messvorgang bei einer geeignet präparierten Probe oder in aufeinanderfolgenden Messvorgängen an dieser Probe oder bei unterschiedlich dicken Proben.The first structure image can hereby in a known per se and Both by a transmission method as well as by a Reflection process are generated. In a transmission process the samples or structures to be examined are irradiated, so they first correspondingly thin to prepare are. With a reflection process can also surface layers examine thicker samples that can no longer be irradiated. The Samples or structures can optionally also in reflection as well as in transmission be imaged or recorded and analyzed, be it in one single measurement with a suitably prepared sample or in successive Measuring operations this sample or samples of different thicknesses.

Die zu untersuchende Probe oder Struktur, die gegebenenfalls auch nur aus einem Teil des beobachteten Bereichs bestehen kann, wird beim Bestrahlen vorzugsweise so ausgerichtet, dass eine achs- oder rotationssymmetrische Anordnung von Bragg-Reflexen entsteht. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass eine geeignete Symmetrieachse der Struktur parallel zur Bestrahlungsrichtung ausgerichtet wird, oder mit anderen Worten, dass die Struktur parallel zu einer Ihrer Symmetrieachsen bestrahlt wird.The sample or structure to be examined, which may also only be can consist of a part of the observed range, is at Preferably irradiate aligned so that an axisymmetric or rotationally symmetric Arrangement of Bragg reflections arises. This can be done, for example Reach a suitable symmetry axis of the structure in parallel to the direction of irradiation, or in other words, that the structure is irradiated parallel to one of its axes of symmetry.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich jedoch auch unter anderen Bestrahlungsbedingungen, d.h. unter anderen Bestrahlungswinkeln oder auch für nicht vollständig parallel einfallende Strahlung durchführen, sofern die Bragg-Reflexe in dem ersten Struktur-Abbild zur Durchführung der nachfolgenden Verfahrensschritte noch hinreichend deutlich oder stark ausgebildet sind. Hierbei ergibt sich jedoch ein schlechteres Auflösungsvermögen bezüglich der Ausrichtung der geordneten Strukturen sowie der Intensitäts- und Farbverläufe.The inventive method can be, however also under other irradiation conditions, i. under other irradiation angles or for not completely perform parallel incident radiation, provided the Bragg reflections in the first structure image for carrying out the subsequent method steps are still sufficiently clear or strong. This results However, a poorer resolution with respect to the orientation of the ordered Structures as well as the intensity and gradients.

Bei Verwendung einer ersten vergrößernden Abbildungseinrichtung oder Abbildungsoptik – wobei die Bezeichnung „Optik" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung im weitesten Sinne zu verstehen ist und entsprechend den obigen Ausführungen beispielsweise auch die Bezeichnungen „Röntgenoptik", „Elektronenoptik", „Ionenoptik", „Neutronenoptik" oder dergleichen umfasst – wird eine geeignete Symmetrieachse der zu untersuchenden Probe oder Struktur somit vorzugsweise parallel zur optischen Achse oder Abbildungsachse dieser Abbildungseinrichtung oder Abbildungsoptik ausgerichtet und parallel zu dieser Achse bestrahlt, so dass die Bragg-Reflexe achssymmetrisch auftreten und rotationssymmetrisch zur Bildmitte liegen.at Use of a first magnifying imaging device or imaging optics - the Term "optics" in context is to be understood with the present invention in the broadest sense and according to the above, for example also the terms "X-ray optics", "electron optics", "ion optics", "neutron optics" or the like includes - will a suitable axis of symmetry of the sample or structure to be examined thus preferably parallel to the optical axis or imaging axis aligned with this imaging device or imaging optics and irradiated parallel to this axis, so that the Bragg reflections are axisymmetric occur and are rotationally symmetric to the center of the image.

Aus dem ersten Struktur-Abbild, Fourier-Bild oder Struktur-Zwischenbild wird nun erfindungsgemäß unter teilweiser Ausblendung der Bragg-Reflexe mittels einer geeigneten Selektiv-Blendeneinrichtung oder einer Bild-Manipulationseinrichtung ein zweites Struktur-Abbild erzeugt. Dieses teilweise Ausblenden kann auch das vollständige Ausblenden eines oder mehrerer Bragg-Reflexe einer bestimmten Beugungsordnung, insbesondere die erste Beugungsordnung, umfassen. Höhere Beugungsordnungen können hierbei gegebenenfalls auch vollständig ausgeblendet werden.Out the first structure image, Fourier image or structure intermediate image is now under the invention partial suppression of the Bragg reflections by means of a suitable Selective aperture device or a picture manipulation device a second structure image generated. This partial hiding may also be the complete hiding one or more Bragg reflections of a certain diffraction order, in particular the first order of diffraction. Higher diffraction orders can here possibly also completely be hidden.

Das zweite Struktur-Abbild kann hierbei beispielsweise mittels der oben genannten ersten Abbildungseinrichtung erzeugt werden, so wie dies gemäß den nachstehend noch ausführlich beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen bei Verwendung eines geeigneten (Licht)-Mikroskopobjektivs zum vergrößernden Abbilden einer zu untersuchenden Probe bei der Durchführung einer erfindungsgemäßen Strukturanalyse automatisch der Fall ist. Das zweite Struktur-Abbild entspricht hierbei dem durch das Objektiv erzeugten, umgekehrten, vergrößerten Mikroskop-Zwischenbild.The second structure image can in this case for example by means of the above be generated as said first imaging device, as according to the following still in detail described inventive embodiments using a suitable (light) microscope objective to magnify Imaging a sample to be examined when performing a structural analysis according to the invention automatically the case. The second structure image corresponds Here, the generated by the lens, inverted, enlarged microscope intermediate image.

Zur besseren Auswertbarkeit kann das zweite Struktur-Abbild dann auf an sich bekannte Art und Weise in einer nachgeschalteten zweiten Vergrößerungsstufe mittels einer geeigneten Lupen-, Okular- oder Projektionseinrichtung noch einmal vergrößert abgebildet werden. Die Okulareinrichtung wird hierbei so angeordnet, dass sich das zweite Struktur-Abbild oder Mikroskop-Zwischenbild in ihrer objektseitigen vorderen Brennebene befindet.to The second structure image can then be better readable in a known manner in a downstream second zoom level by means of a suitable magnifying glass, eyepiece or projection device once enlarged shown become. The eyepiece is hereby arranged so that the second structure image or microscope intermediate image in their object-side front focal plane is located.

Entsprechendes gilt auch bei Verwendung eines Röntgen-, sowie eines Elektronen- oder Ionenmikroskops (oder allgemein eines Teilchenstrahlmikroskops).The same applies even when using an X-ray, and an electron or ion microscope (or generally a Teilchenstrahlmikroskops).

Zur Erzeugung des zweiten Struktur-Abbildes kann jedoch gegebenenfalls auch ein geeignetes zweites Abbildungssystem mit einer (insbesondere vergrößernden) zweiten Abbildungseinrichtung oder Abbildungsoptik verwendet werden, die in Abhängigkeit von der eingesetzten Strahlung und der zu analysierenden Struktur geeignet gewählt wird.To generate the second structure image However, if appropriate, a suitable second imaging system can also be used with a (in particular magnifying) second imaging device or imaging optics, which is suitably selected depending on the radiation used and the structure to be analyzed.

Je nach Anwendungszweck kann hierbei beispielsweise wiederum eine zweite Abbildungs- oder Projektionseinrichtung mit einem zweiten, insbesondere vergrößernden, optischen, röntgenoptischen, elektronenoptischen, ionenoptischen oder mit einem sonstigen, geeigneten abbildenden zweiten Linsensystem oder einer zweiten Linseneinrichtung genutzt werden (wobei – wie oben bereits erwähnt wurde – die Bezeichnung Linsensystem oder Linseneinrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung im weitesten Sinne zu verstehen ist und die Gesamtheit der bei einer Bilderzeugung wirksamen Bauelemente, wie z.B. Linsen, Spiegel, Hohlspiegel, Prismen, Fresnelsche Zonenplatten oder Zonenkonstruktionen oder dergleichen, eines abbildenden Systems umfasst).ever according to the purpose of use here, for example, in turn, a second Imaging or Projection device with a second, in particular magnifying, optical, X-ray optical, electron-optical, ion-optical or with another, suitable used imaging second lens system or a second lens device be (where - how already mentioned above - the name Lens system or lens device in the context of the present invention in the broadest sense is understood and the totality of one Imaging effective devices, such as Lenses, mirrors, concave mirrors, Prisms, Fresnel zone plates or zone constructions or the like, an imaging system).

Das erste Struktur-Abbild mit den Bragg-Reflexen kann jedoch beispielweise auch mittels einer geeigneten erstens strahlungssensitiven Bilderfassungs-, Detektor- oder Sensoreinrichtung, wie z.B. durch eine geeignete erste CCD-Sensor- oder CCD-Bildwandlereinrichtung (wobei CCD für Charge-coupled-device oder ladungsgekoppeltes Bauelement bzw. Ladungsverschiebungselement steht) erfasst und zur Weiterverarbeitung in einer zugeordneten Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung auf geeignete Art und Weise digitalisiert werden. Aus diesen, das erste Struktur-Abbild repräsentierenden digitalen Bilddaten oder Bildsignalen wird dann in einer zugeordneten Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung mittels eines eine Fourier-Transformation umfassenden, geeigneten, mathematischen numerischen Algorithmus das zweite Struktur-Abbild numerisch berechnet oder erzeugt. Dieses digitale zweite Struktur-Abbild kann dann bei Bedarf auf geeignete Art und Weise, z.B. mittels einer Bildschirmeinrichtung oder einer Druckereinrichtung, visuell dargestellt werden.The However, the first structural image with the Bragg reflections can be, for example also by means of a suitable firstly radiation-sensitive image capture, Detector or sensor device, e.g. by a suitable first CCD sensor or CCD imager (where CCD for Charge-coupled device or charge-coupled device or charge transfer element stands) and for further processing in an assigned Image or data processing device in a suitable manner be digitized. From these, representing the first structure image digital image data or image signals is then assigned in an Image or data processing device by means of a Fourier transform comprehensive, appropriate, mathematical numerical algorithm numerically calculates or generates the second structure map. This digital second structure image can then be appropriate if needed and manner, e.g. by means of a screen device or a printer device, be presented visually.

In der Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung können gegebenenfalls auch selektiv nur bestimmte örtliche Bereiche des ersten Struktur-Abbildes oder Fourier-Bildes digital verarbeitet, fouriertransformiert oder numerisch bestimmt werden, um eine orientierungssensitve Analyse geordneter Strukturen zu erreichen. Die Bilderfassungs- und die Datenverarbeitungseinrichtung werden im vorliegenden Fall somit als zweite Abbildungseinrichtung oder als Abbildungssystem im Sinne der obigen Ausführungen genutzt.In Optionally, the image or data processing device can also be selective only certain local Regions of the first structure image or Fourier image digital processed, Fourier transformed or numerically determined, to achieve an orientation-sensitive analysis of ordered structures. The image capture and the data processing device are in the present case thus as a second imaging device or used as an imaging system in the sense of the above statements.

Die gewünschten Strukturinformationen erhält man schließlich durch Auswertung ausblendungsspezifischer Farb- und/oder Intensitätsverläufe in dem zweiten Struktur-Abbild, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Positionierung der Selektiv-Blendeneinrichtung. Zur besseren Auswertung können die Farb- und/oder Intensitätsverläufe hierbei wiederum mittels einer geeigneten zweiten strahlungssensitiven Erfassungs-, Detektor- oder Sensoreinrichtung, wie z.B. durch eine geeignete zweite CCD-Sensor- oder CCD-Bildwandlereinrichtung, erfasst und mittels einer zugeordneten geeigneten Auswerteeinrichtung elektronisch ausgewertet werden. Bei der oben beschriebenen Verwendung oder Nutzung einer Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung als Abbildungssystem oder Abbildungseinrichtung kann diese auch unmittelbar zur Auswertung der sich ergebenden ausblendungsspezifischen, strukturcharakteristischen digitalen Farb- und/oder Intensitätsverläufe genutzt werden.The desired Structure information receives one finally by evaluating hiding-specific color and / or intensity gradients in the second structure image, preferably in dependence on the positioning the selective aperture device. For better evaluation, the Color and / or intensity curves here again by means of a suitable second radiation-sensitive detection, Detector or sensor device, e.g. by a suitable second CCD sensor or CCD imager, detected and electronically by means of an associated suitable evaluation be evaluated. In the use or usage described above an image or data processing device as an imaging system or imaging device can this also directly for evaluation the resulting hiding-specific, structural characteristic digital color and / or Intensity curves used become.

Die Farb- und/oder Intensitätsverläufe in dem zweiten Struktur-Abbild können durch Verwendung einer geeigneten Filtereinrichtung beim Abbilden optimiert werden. Als Filtereinrichtung kann hierbei beispielsweise ein entsprechendes wellenlangen- oder frequenzselektives „optisches" Bauelement (wobei die Bezeichnung „optisch" entsprechend den obigen Ausführungen wiederum im weitesten Sinne zu verstehen ist) an geeigneter Stelle in den Strahlengang eingefügt werden. Bei Verwendung einer Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung können bestimmte Strahlungsanteile – ergänzend oder alternativ hierzu – jedoch beispielsweise auch einfach auf digitalem Weg ausgefiltert oder auf geeignete Art und Weise digital bearbeitet werden.The Color and / or intensity gradients in the second structure image can by using a suitable filter device during imaging be optimized. As a filter device in this case, for example a corresponding wavelength-selective or frequency-selective "optical" component (wherein the term "optical" according to the above versions again in the broadest sense) in an appropriate place inserted into the beam path become. When using a picture or data processing device can certain radiation components - in addition or alternatively - however For example, simply filtered out by digital means or be processed digitally in a suitable manner.

Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante wird zur Steigerung des Kontrastes beim Abbilden auch noch der ungebeugte und ungestreute Strahlungsanteil, d.h. der Primär- oder Zentralstrahl, ausgeblendet.at A preferred variant of the method is to increase the contrast when imaging also the undeflected and unscattered radiation component, i.e. the primary or central beam, hidden.

Bei einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante werden orts- oder richtungsabhängig mehrere Struktur-Abbilder einer Probe erzeugt und zur Auswertung miteinander kombiniert.at Another preferred variant of the method will be local or directionally generated multiple structure images of a sample and for evaluation combined together.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können daher – insbesondere bei Verwendung einer Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung – sowohl einzelne Struktur-Abbilder erzeugt und ausgewertet werden als auch gegebenenfalls mehrere Struktur-Abbilder mit jeweils unterschiedlichem Informationsgehalt zur Auswertung miteinander kombiniert oder überlagert und zu einem strukturcharakteristischen Kombinations-Struktur-Abbild oder Struktur-Gesamtbild mit einem entsprechend höheren Informationsgehalt, wie z.B. einfach ein Abbild eines größeren Probenbereichs aus mehreren Einzelaufnahmen kleinerer Probenbereiche, zusammengesetzt oder zusammengefügt werden.With the method according to the invention, individual structural images can therefore be generated and evaluated-in particular if an image or data processing device is used-and, if appropriate, a plurality of structural images, each having a different information content, can be combined or superimposed for evaluation and combined into a structure-characteristic combination structure. Image or structure overall image with a correspondingly higher information content, such as simply an image of a larger sample area of several individual images of smaller sample areas, zusammenge set or merged.

Wie oben bereits erwähnt wurde, betrifft dies insbesondere auch die Kombination oder Überlagerung mehrerer, einzelner, wellenlängenspezifischer Struktur-Abbilder, die mit einer monoenergetischen oder quasi-monoenergetischen Strahlung entsprechender Wellenlänge aufgenommen wurden, zu einem Kombinations-Struktur-Abbild oder Struktur-Gesamtbild.As already mentioned above In particular, this also applies to the combination or overlay several, individual, wavelength-specific structure images, those with a monoenergetic or quasi-monoenergetic radiation corresponding wavelength to a combination structure image or structure image.

Wird eine geordnete dünne Multilage mit einer bestimmten Lagenanzahl und Lagenabfolge beispielsweise mit monoenergetischen oder quasi-monoenergetischen elektrisch geladenen Teilchenstrahlen mit einer geeigneten De-Broglie-Wellenlänge bestrahlt und die entstehenden Bragg-Reflexe selektiv ausblendet, erhält man als zweites Struktur-Abbild ein wellenlängenspezifisches charakteristisches (Graustufen)-Intensitätsbild der Probe mit richtungsabhängigen Strukturinformationen. Den mit unterschiedlichen Teilchenenergien aufgenommenen einzelnen Intensitätsbildern kann nun – beispielsweise mittels einer geeigneten Software – jeweils eine bestimmte „Farbe" zugeordnet werden. Die Überlagerung der einzelnen Bilder mit ihren zugeordneten Farben führt dann zu einem farbigen Struktur-Gesamtbild, in dem gleiche Farben gleiche Kristallstrukturen mit gleicher Lagenanzahl sowie gleicher Lagenabfolge bedeuten, so wie dies auch bei einer lichtmikroskopischen Aufnahme der Fall wäre. Die Überlagerung energie- oder wellenlängenspezifischer Intensitätsbilder kann gegebenenfalls auch durch eine kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Veränderung einer zur Erzeugung der Teilchenstrahlen verwendeten Beschleunigungsspannung erfolgen.Becomes an ordered thin Multilayer with a certain number of layers and layer sequence, for example with monoenergetic or quasi-monoenergetic electrically charged Particle beams irradiated with a suitable de Broglie wavelength and selectively suppresses the resulting Bragg reflections, is obtained as second structure image, a wavelength-specific characteristic (grayscale) intensity image of Sample with directional Structural information. The one with different particle energies recorded individual intensity images can now - for example by means of a suitable software - respectively be assigned a specific "color". The overlay the individual pictures with their assigned colors then performs to a colored structure overall picture, in the same colors same crystal structures with the same number of layers as well as the same sequence of layers, as well as in a a light micrograph would be the case. The superposition energy- or wavelength-specific intensity images Optionally also by a continuous or quasi-continuous Change one accelerating voltage used to generate the particle beams respectively.

Erfindungsgemäß können auch mehrere einzelne wellenlängenspezifische Struktur-Abbilder miteinander kombiniert oder überlagert werden, die beispielsweise mit Laserstrahlung oder charakteristischer Röntgenstrahlung einer bestimmten Wellenlänge oder Frequenz aufgenommen wurden.Also according to the invention several individual wavelength-specific Structure images are combined or overlaid with each other, for example with laser radiation or characteristic X-radiation of a certain wavelength or frequency were recorded.

Zur Steigerung der Bildqualität können auch mehrere mit unterschiedlichen Strahlungsarten aufgenommene Struktur-Abbilder gleichwertig nebeneinander ausgewertet und miteinander kombinieren werden.to Increase the picture quality can also several recorded with different types of radiation Structural images equivalent evaluated side by side and with each other combine.

Die Bragg-Reflexe können beispielsweise einfach durch Drehen der zu untersuchenden Probe oder Struktur bezüglich einer geeigneten Selektiv-Blendeneinrichtung ausgeblendet werden. Alternativ oder ergänzend hierzu kann zum Ausblenden der Bragg-Reflexe jedoch gegebenenfalls auch die Selektiv-Blendeneinrichtung bezüglich der zu untersuchenden Probe oder Struktur gedreht werden. Eine weitere äquivalente Möglichkeit zum Ausblenden der Bragg-Reflexe besteht in der Verwendung eines geeigneten strahlungsdrehenden dritten Linsen- oder Spiegelsystems beim Abbilden, das so gestaltet ist, dass die Bragg-Reflexe bezüglich der Selektiv-Blendeneinrichtung drehbar sind oder gedreht werden.The Bragg reflexes can for example, simply by rotating the sample to be examined or Structure re a suitable selective iris device are hidden. Alternative or supplementary However, this may be to hide the Bragg reflections, if necessary also the selective iris device with respect to the examined Sample or structure are rotated. Another equivalent possibility To hide the Bragg reflexes is the use of a suitable radiation-rotating third lens or mirror system when imaging, designed so that the Bragg reflections with respect to Selective aperture device are rotatable or rotated.

Als Selektiv-Blendeneinrichtung wird hierbei insbesondere zumindest eine Löcher-, Ring-, Schlitz- oder Stiftblende verwendet, die vorzugsweise um die optische Achse oder Abbildungsachse des ersten oder zweiten Abbildungssystems drehbar ausgebildet ist. Die genannten Blenden können hierbei gegebenenfalls auch in Kombination mit einer herkömmlichen Irisblende verwendet werden. Diese Verfahrensvariante ist besonders günstig, wenn gleichartige geordnete Strukturen oder Proben bei an sich bekannten Strukturparametern immer auf dieselbe Art und Weise untersucht werden sollen. Durch Verdrehen einer stiftartigen Selektiv-Blendeneinrichtung können beispielsweise auf einfache Art und Weise radialsymmetrisch um die optische Achse oder Abbildungsachse angeordnete Bragg-Reflexe teilweise oder vollständig ausgeblendet werden. Hierdurch lassen sich Gebiete gleicher Ausrichtung sowie die Rotationssymmetrie einzelner Kristalle bestimmen.When Selective-diaphragm device is in this case in particular at least a hole, Ring, slot or pin diaphragm used, preferably to the optical axis or imaging axis of the first or second Imaging system is rotatably formed. The mentioned screens can optionally also in combination with a conventional one Iris diaphragm can be used. This process variant is special Cheap, if similar ordered structures or samples are known per se Structure parameters are always examined in the same way should. By rotating a pin-like selective diaphragm device, for example in a simple way radially symmetrical about the optical axis or imaging axis arranged Bragg reflections partially or completely hidden become. This allows areas of the same orientation as well determine the rotational symmetry of individual crystals.

Die Selektiv-Blendeneinrichtung wird vorzugsweise in der Ebene des ersten Struktur-Abbildes oder Fourier-Bildes, d.h. beispielsweise in der Fokalebene eines geeigneten Mikroskopobjektivs angeordnet. Durch Abbilden oder Projizieren, der Ebene des ersten Struktur-Abbildes an eine geeignete Stelle kann das erste Struktur-Abbild durch geeignetes Vergrößern oder Verkleinern („zoomen") optimal an die Abmessungen der Selektiv-Blendeneinrichtung angepasst werden, so dass ein ansonsten eventuell erforderliches Wechseln der Selektiv-Blendeneinrichtung entfällt.The Selective aperture device is preferably in the plane of the first Structure image or Fourier image, i. for example, in the focal plane of a suitable Microscope lens arranged. By mapping or projecting, the level of the first structure image to a suitable location the first structure image by suitably enlarging or reducing ("zooming") optimally to the dimensions the selective aperture device be adjusted so that any otherwise required Changing the selective diaphragm device is eliminated.

Bei der oben beschriebenen Verwendung einer Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung zum Erzeugen des zweiten Struktur-Abbildes erfolgt auch das Ausblenden der Bragg-Reflexe am einfachsten und schnellsten auf digitalem Wege. An beliebigen Stellen des digitalisierten ersten Struktur-Abbildes können hierbei auf einfache Art und Weise bedarfsgerechte Blenden beliebiger Form und Größe eingefügt werden, indem Strahlungsintensitäten von ausgesuchten Bildbereichen mit Bragg-Reflexen und gegebenenfalls auch von anderen Bildbereichen bzw. die entsprechenden digitalen Werte oder Bilddaten einfach gleich Null gesetzt werden.at the use of an image or data processing device described above To generate the second structure image also fading out the Bragg reflexes easiest and fastest digitally. Anywhere of the digitized first structure image can in this case in a simple way and manner appropriate panels of any shape and size are inserted, by radiation intensities of selected image areas with Bragg reflections and optionally also from other image areas or the corresponding digital Values or image data are simply set to zero.

Gegebenenfalls ist es jedoch auch möglich, die Bragg-Reflexe durch das oben beschriebene Verdrehen der Struktur und/oder der Selektivblendeneinrichtung auszublenden und anschließend erst das Erfassen und die Digitalisierung des so modifizierten ersten Struktur-Abbildes sowie dessen digitale Weiterverarbeitung vorzunehmen.Possibly However, it is also possible, the Bragg reflexes through the twisting of the structure described above and / or hide the Selektivblendeneinrichtung and then only the capture and digitization of the so modified first Structure image as well as its digital processing.

Zur Auswertung kann gemäß den nachstehend noch ausführlich beschriebenen Ausführungsbeispielen sowohl eine Ortsraum- als auch eine Fourierraumabbildung oder – darstellung herangezogen werden. Gegebenenfalls können diese beiden unterschiedlichen Abbildungs- oder Darstellungsarten auch parallel nebeneinander erfolgen und ausgewertet werden.to Evaluation may be made in accordance with the below still in detail described embodiments both a spatial and a Fourier space map or representation be used. If necessary, these two can be different Representation or presentation also parallel next to each other and evaluated.

Mit dem beschriebenen erfindungsgemäßen Strukturanalyseverfahren können auf einfache Art und Weise auch komplexere Strukturen aus mehreren gleichartigen oder unterschiedlichen Teilstrukturen sehr einfach, schnell und zuverlässig analysiert werden. Durch diese Analyse lassen sich sowohl die Art und die Anzahl der geordneten Strukturen als auch die jeweiligen Ausrichtungs- oder Ortskorrelationen und die Achssymmetrien bestimmen.With the described structure analysis method according to the invention can in a simple way even more complex structures of several similar or different substructures very simple, fast and reliable to be analyzed. Through this analysis, both the Art and the number of ordered structures as well as the respective ones Determine alignment or location correlations and axis symmetries.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine kontrastoptimierte, ortsaufgelöste, genaue Darstellung und Analyse geordneter Strukturen bis hin zu Elementarzellen und zu atomaren Teilchenanordnungen.The inventive method allows a contrast-optimized, spatially resolved, accurate representation and Analysis of ordered structures up to elementary cells and to atomic particle arrangements.

Das beschriebene erfindungsgemäße Strukturanalyseverfahren ist beispielsweise zur Qualitätsüberprüfung bei der (industriellen) Herstellung (langreichweitiger) geordneter oder periodischer Strukturen geeignet. Dies gilt insbesondere für Mono- und dünne Multilagen von Kolloiden, wie z.B. zwei- oder dreidimensionale optische Gitter und Datenspeicher, da es zuverlässige Informationen über die Abfolge, die Anzahl und den Aufbau der einzelnen Lagen liefert. Beim Aufdampfen oder Aufbringen solcher Strukturen auf eine Oberfläche führen bereits kleinste Unregelmäßigkeiten oder Störungen der Oberfläche, wie z.B. Unebenheiten oder Verschmutzungen, zu unerwünschten lokalen Störungen der aufgebrachten Struktur, die durch das erfindungsgemäße Strukturanalyseverfahren ortsaufgelöst genau dargestellt und zuverlässig erkannt werden können. Gestörte Strukturen können dann beispielsweise einfach aus dem Herstellungsprozess aussortiert werden, so dass für die hergestellten Strukturen stets ein gleichbleibend hohes Qualitätsniveau gewährleistet ist.The described structure analysis method according to the invention is included, for example, for quality control of (industrial) production (long-range) orderly or periodic structures suitable. This is especially true for mono and thin Multilayers of colloids, e.g. two- or three-dimensional optical Grid and data storage, as it provides reliable information about the Sequence, the number and structure of the individual layers provides. When vapor deposition or application of such structures on a surface already lead smallest irregularities or faults the surface, such as. Bumps or dirt, too unwanted local disturbances the applied structure, by the structure analysis method according to the invention spatially resolved accurately represented and reliable can be recognized. disturbed Structures can then, for example, simply sorted out of the manufacturing process be so for the structures produced always a consistently high level of quality is guaranteed.

Da das erfindungsgemäße Strukturanalyseverfahren relativ einfach zu automatisieren ist, ist es auch problemlos in eine industrielle Serienherstellung integrierbar.There the structure analysis method according to the invention relatively easy to automate, it is also easy in an industrial series production can be integrated.

Eine Strukturanalysevorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Strukturanalyseverfahrens umfasst eine Halteeinrichtung für eine zu untersuchende Probe oder Struktur. Die Halteeinrichtung ist zum bedarfsgerechten genauen Ausrichten einer Probe vorzugsweise räumlich verstellbar ausgebildet und bezüglich eines zugeordneten ersten Abbildungssystems bedarfsgerecht justierbar. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Halteeinrichtung zudem um eine Abbildungs- oder Bestrahlungsachse dieses ersten Abbildungssystems drehbar ausgebildet.A Structural analysis device for carrying out the described structural analysis method comprises a holding device for a sample or structure to be examined. The holding device is for precisely aligning a sample as needed spatial adjustable trained and respect an associated first imaging system needs to be adjusted as needed. In a preferred embodiment In addition, the holding device is an imaging or irradiation axis of this first imaging system rotatably formed.

Das erste Abbildungssystem umfasst ein Bestrahlungssystem für die Halteeinrichtung, durch dessen Aktivierung ein erstes Struktur-Abbild einer auf der Halteeinrichtung angeordneten Probe erzeugt wird oder erzeugbar ist.The first imaging system comprises an irradiation system for the holding device, by activating a first structure image of a on the Holding device arranged sample is generated or generated is.

Das Bestrahlungssystem kann eine Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines bestimmten kontinuierlichen Frequenz-, Wellenlängen- oder Energiebereichs oder -bandes, wie z.B. insbesondere sichtbares Licht oder ein kontinuierliches Röntgenspektrum umfassen. Es kann jedoch auch eine Einrichtung zur Erzeugung monochromatischer oder quasi-monochromatischer elektromagnetischer Strahlung, wie z.B. insbesondere Laserstrahlung oder charakteristische Röntgenstrahlung einer oder mehrerer bestimmten Frequenzen umfassen. Das Bestrahlungssystem kann zudem auch eine Einrichtung zur Erzeugung monoenergetischer oder quasi-monoenergetischer Elektronen-, Ionen-, Protonen- oder Neutronenstrahlen (oder allgemein Teilchenstrahlen, Materiewellen oder De-Broglie-Wellen) umfassen. Diese Materiewellen-Einrichtung oder Materiewellen-Quelle kann gegebenenfalls auch so ausgebildet sein, dass Teilchenstrahlen oder De-Broglie-Wellen eines bestimmten kontinuierlichen oder quasikontinuierlichen Wellenlängen- oder Energiebereichs erzeugt werden oder erzeugbar sind.The Irradiation system may be a device for generating electromagnetic Radiation of a given continuous frequency, wavelength or Energy range or band, e.g. in particular visible light or a continuous X-ray spectrum include. However, it may also include means for generating monochromatic or quasi-monochromatic electromagnetic radiation, such as e.g. in particular laser radiation or characteristic X-radiation one or more specific frequencies. The radiation system In addition, a device for generating monoenergetic or quasi-monoenergetic electron, ion, proton or Neutron beams (or generally particle beams, matter waves or De Broglie waves). This matter-wave device or matter wave source Optionally, it may also be designed such that particle beams or De Broglie waves a particular continuous or quasi-continuous wavelength or energy range can be generated or generated.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erste Abbildungssystem eine erste Abbildungseinrichtung oder Abbildungsoptik, wobei – wie bereits erwähnt wurde – die Bezeichnung Abbildungseinrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung im weitesten Sinne zu verstehen ist und die Gesamtheit der bei einer Bilderzeugung wirksamen Bauelemente eines abbildenden Systems umfasst, wie z.B. Linsen, Spiegel, Hohlspiegel, Prismen, Fresnelsche Zonenplatten oder Zonenkonstruktionen oder dergleichen.In a preferred embodiment The first imaging system comprises a first imaging device or imaging optics, where - as already mentioned was the Designation Imaging device in the context of the present invention in the broadest sense is understood and the totality of one Image forming includes effective components of an imaging system, such as e.g. Lenses, mirrors, concave mirrors, prisms, Fresnel zone plates or zone constructions or the like.

Diese erste Abbildungseinrichtung kann ein erstes, vorzugsweise vergrößerndes, optisches, röntgenoptisches, elektronenoptisches, innenoptisches, neutronenoptisches oder ein sonstiges, geeignetes, erstes, vorzugsweise vergrößerndes Linsensystem oder eine Linseneinrichtung, wie z.B. die Objektiveinrichtung oder das Objektiv eines Licht-, Röntgen-, Elektronen- oder Ionenmikroskops (oder allgemein eines Teilchenstrahlmikroskops) umfassen.These first imaging device can be a first, preferably magnifying, optical, X-ray optical, Electron-optical, interior-optical, neutron-optical or a other, suitable, first, preferably enlarging Lens system or a lens device, such. the lens device or the objective of a light, X-ray, electron or ion microscope (or generally a particle beam microscope).

Die Strukturanalysevorrichtung umfasst zudem ein dem ersten Abbildungssystem zugeordnetes zweites Abbildungs- oder Bildmanipulationssystem, das so ausgebildet und angeordnet ist, dass aus dem ersten Struktur-Abbild ein zweites Struktur-Abbild erzeugbar ist oder erzeugt wird. Das Erzeugen des zweiten Struktur-Abbildes umfasst hierbei zumindest eine Manipulation des ersten Struktur-Abbildes durch selektives Ausblenden von Bildbereichen mittels einer geeigneten Selektiv-Blendeneinrichtung der nachstehend beschriebenen Art. Das eigentliche Abbilden des entsprechend manipulierten ersten Struktur-Abbildes kann hierbei gegebenenfalls auch durch das erste Abbildungssystem erfolgen, so wie dies z.B. bei dem nachstehend beschriebenen Mikroskop des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den 1a und 1b der Fall ist.The structure analysis device further comprises a second imaging or image manipulation system associated with the first imaging system, which is designed and arranged such that a second structure image can be generated or generated from the first structure image. In this case, the generation of the second structure image comprises at least one manipulation of the first structure image by selectively masking image areas by means of a suitable selective iris device of the type described below. The actual mapping of the correspondingly manipulated first structure image can optionally also be effected by the first image Imaging system, as for example in the microscope described below of the first embodiment according to the 1a and 1b the case is.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das zweite Abbildungssystem eine zweite vergrößernde Abbildungseinrichtung oder Abbildungsoptik. Diese zweite Abbildungseinrichtung kann ein zweites, vergrößerndes, optisches, elektronenoptisches, innenoptisches oder röntgenoptisches abbildendes Linsensystem oder eine Linseneinrichtung umfassen, wobei die Bezeichnung Linsensystem oder Linseneinrichtung – wie oben bereits erwähnt wurde – im Rahmen der vorliegenden Erfindung im weitesten Sinne zu verstehen ist und die Gesamtheit der bei einer Bilderzeugung wirksamen Bauelemente, wie z.B. Linsen, Spiegel, Hohlspiegel, Prismen, Fresnelsche Zonenplatten oder Zonenkonstruktionen oder dergleichen eines abbildenden Systems umfasst. Die zweite Abbildungseinrichtung kann somit insbesondere auch eine Lupeneinrichtung sowie die Okular- oder Projektionseinrichtung eines Licht-, Elektronen-, Röntgen- oder Ionenmikroskops (oder allgemein eines Teilchenstrahlmikroskops) umfassen.In a preferred embodiment The second imaging system comprises a second magnifying imaging device or imaging optics. This second imaging device can be a second, magnification, optical, electron-optical, interior-optical or X-ray optical imaging lens system or a lens device, wherein the term lens system or lens device - as above already mentioned - in the context the present invention is to be understood in the broadest sense and the entirety of the components effective in image formation, such as. Lenses, mirrors, concave mirrors, prisms, Fresnel zone plates or zone constructions or the like of an imaging system includes. The second imaging device can thus in particular also a magnifying device and the eyepiece or projection device of a light, electron, X-ray or ionic microscope (or in general a particle beam microscope) include.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das zweite Abbildungssystem auch eine erste strahlungssensitive Bilderfassungs-, Detektor- oder Sensoreinrichtung, wie z.B. eine geeignete erste CCD-Sensor- oder CCD-Bildwandlereinrichtung oder dergleichen umfassen.In a preferred embodiment The second imaging system can also be a first radiation-sensitive Imaging, detecting or sensing device, such as e.g. a suitable first CCD sensor or CCD imager or the like include.

Dieser Bilderfassungs- oder Sensoreinrichtung ist eine Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung zugeordnet, die so ausgebildet ist, dass aus anliegenden Bild- oder Datensignalen der Bilderfassungseinrichtung ein zweites Struktur-Abbild erzeugbar ist oder erzeugt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung auch eine Einrichtung zum visuellen Darstellen des zweiten Struktur-Abbildes, wie z.B. eine geeignete Bildschirmeinrichtung oder eine Druckereinrichtung, umfassen.This Image capture or sensor device is an image or data processing device assigned, which is designed so that from adjacent image or Data signals of the image capture device a second structure image can be generated or generated. In a preferred embodiment the image or data processing device can also be a device to visually represent the second texture map, such as a suitable screen device or a printer device, include.

Diese Kombination aus Bilderfassungs- und Bildverarbeitungseinrichtung entspricht in ihrer Funktion somit der oben beschriebenen, zweiten, vergrößernden Abbildungseinrichtung zur Erzeugung eines zweiten Struktur-Abbildes aus einem ersten Struktur-Abbild. Die zweite vergrößernde Abbildungseinrichtung kann somit – mit anderen Worten – in einer bevorzugten Ausführungsform auch als digitale Abbildungseinrichtung mit einer digitalisierenden Bilderfassungs- und einer digitalen Bildverarbeitungseinrichtung ausgebildet sein.These Combination of image capture and image processing device corresponds in its function thus the above-described, second, magnifying Imaging device for generating a second structure image from a first structure image. The second magnifying imaging device can thus - with other words - in a preferred embodiment also as a digital imaging device with a digitizing Image capture and a digital image processing device be educated.

Das zweite Abbildungssystem kann auch noch eine der zweiten vergrößernden Abbildungseinrichtung zugeordnete Auswertungseinrichtung zur Auswertung des zweiten Struktur-Abbildes umfassen. Diese Auswerteeinrichtung kann auch eine zweite strahlungssensitive Bilderfassungs-, Detektor- oder Sensoreinrichtung zur automatischen Erfassung und Digitalisierung des zweiten Struktur-Abbildes umfassen, wie z.B. eine geeignete zweite CCD-Sensor- oder CCD-Bildwandlereinrichtung oder dergleichen. Zudem kann Sie auch noch eine geeignete Speichereinrichtung für Bildsignale oder Bilddaten umfassen.The second imaging system can also be one of the second magnifying Evaluation device associated evaluation device for evaluation of the second structure image. This evaluation device can also be a second radiation-sensitive image acquisition, or detector Sensor device for automatic detection and digitization of the second structural image, e.g. a suitable one second CCD sensor or CCD imager or the like. In addition, you can also have a suitable memory device for image signals or image data.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Auswerteeinrichtung auch als digitale Auswerteeinrichtung ausgebildet und in die oben genannte Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung integriert sein.at a preferred embodiment the evaluation device is also designed as a digital evaluation device and in the above-mentioned image or data processing device be integrated.

Das zweite Abbildungssystem umfasst zudem auch noch eine Selektiv-Blendeneinrichtung oder Bild-Manipulationseinrichtung zum selektiven Ausblenden von Bildbereichen mit zumindest einer Löcher-, Ring-, Schlitz- oder Stiftblende. Diese Selektiv-Blendeneinrichtung kann insbesondere auch variabel ausgebildet sein, wie z.B. eine Schlitzblende mit mehreren übereinander fahrenden Stiften, so dass zur Mitte hin immer mehr verjüngende abdeckende Bereiche entstehen. Sie kann auch eine Zentralblende zum Ausblenden des ungebeugten und ungestreuten Strahlungsanteils, d.h. des Primärstrahls, umfassen. Die Selektiv-Blendeneinrichtung ist vorzugsweise drehbar bezüglich einer Achse des Abbildungssystems ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist sie in der bildseitigen Fokalebene der ersten Linseneinrichtung angeordnet. Sie kann jedoch gegebenenfalls auch an einer anderen geeigneten Stelle des Strahlengangs angeordnet sein. Sie kann somit insbesondere auch in die zweite Abbildungseinrichtung integriert sein. In diesem Fall kann die zweite Abbildungseinrichtung vorzugsweise auch eine Zoomeinrichtung zum genauen Abbilden des ersten Struktur-Abbildes auf die Selektiv-Blendeneinrichtung umfassen. Die zweite Abbildungseinrichtung kann auch eine Dreheinrichtung zum Drehen des ersten Struktur-Abbildes umfassen. Gegebenenfalls kann die Zoomeinrichtung gleichzeitig auch als Dreheinrichtung ausgebildet sein.The second imaging system also also includes a selective iris device or Image manipulator for selectively fading image areas with at least one hole, Ring, slot or pin aperture. This selective iris device In particular, it may also be variable, such as e.g. a Slit diaphragm with several superimposed moving pins, so that towards the center more and more rejuvenating covering Areas arise. It can also hide a central panel the undiffracted and unscattered radiation component, i. the primary beam, include. The selective iris device is preferably rotatable with respect to formed an axis of the imaging system. In a preferred embodiment it is in the image-side focal plane of the first lens device arranged. However, if necessary, it can also be used on another suitable one Position of the beam path to be arranged. It can thus in particular also be integrated into the second imaging device. In this Case, the second imaging device preferably also a Zoom device for accurately mapping the first structure image on the selective iris device. The second imaging device may also include a rotator for rotating the first pattern image. Optionally, the zoom device can also be used as a turning device at the same time be educated.

Die Selektiv-Blendeneinrichtung kann insbesondere auch als digitale Blendeneinrichtung ausgebildet und in die oben genannte Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung integriert sein. Durch eine entsprechende softwaremäßige Ausgestaltung der Blendeneinrichtung bzw. der Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung sind hierbei beliebige digitalisierte Bildbereiche selektiv ausblendbar oder werden ausgeblendet, indem beispielsweise die entsprechenden digitalen Bilddaten einfach gleich Null gesetzt werden.The selective iris device can in particular also as a digital aperture device out forms and integrated into the above-mentioned image or data processing device. By an appropriate software embodiment of the diaphragm device or the image or data processing device in this case any digitized image areas are selectively hidden or hidden, for example, the corresponding digital image data are simply set to zero.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die zweite Abbildungseinrichtung sowohl eine Ortsraum-Abbildungseinrichtung als auch eine Fourierraum-Abbildungseinrichtung.In a preferred embodiment the second imaging device comprises both a spatial-space imaging device as well as a Fourier space mapping device.

Die Strukturanalysevorrichtung umfasst vorzugsweise auch noch eine frequenz- oder wellenlängenselektive Filtereinrichtung zur Optimierung der Intensitäts- und Farbverläufe beim Abbilden, die an geeigneter Stelle im Strahlengang angeordnet oder in diesen einfügbar ist. Die Filtereinrichtung kann insbesondere auch als digitale Filtereinrichtung ausgebildet und in die oben genannte Bild- oder Datenverarbeitungseinrichtung integriert sein.The Structural analysis device preferably also comprises a frequency or wavelength-selective Filter device for optimizing the intensity and color gradients in the Imaging, which is arranged at a suitable location in the beam path or in this insertable is. The filter device can also be used as a digital filter device trained and in the above-mentioned image or data processing device be integrated.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Strukturanalysevorrichtung auch noch eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung zur Steuerung der genannten Einrichtungen oder Systeme bei einer Analyse einer zu untersuchenden Probe oder Struktur.In a preferred embodiment the structural analysis device also includes a control or control device for controlling said devices or systems in an analysis of a sample or structure to be examined.

Vorzugsweise ist auch noch eine elektrische Antriebseinrichtung für die Halteeinrichtung und/oder die Selektiv-Blendeneinrichtung und/oder die Dreheinrichtung vorgesehen.Preferably is also an electric drive device for the holding device and / or the selective iris device and / or the rotary device intended.

Mit solch einer Antriebseinrichtung lässt sich z.B. insbesondere die Achsenausrichtung einer zu untersuchenden Struktur oder Probe einfacher bestimmen und ordnungsgemäß einstellen. Zu diesem Zweck ist sie vorzugsweise so ausgebildet, dass einerseits eine oder mehrere Stiftblenden der Selektiv-Blendeneinrichtung bezüglich der Abbildungs- oder Bestrahlungsachse des Abbildungssystems oder der Abbildungseinrichtung drehbar sind oder gedreht werden und andererseits die Halteeinrichtung mit der Probe räumlich so bewegbar ist oder bewegt wird, dass sich der untersuchte Probenbereich immer in einer bestimmten Objektebene befindet, in der eine ordnungsgemäße Abbildung der Probe, d.h. die Erzeugung eines ersten Struktur-Abbildes mit Bragg-Reflexen, gewährleistet ist.With such a drive means can be e.g. especially the axis orientation of a structure or sample to be investigated easier to determine and adjust properly. To this end it is preferably designed so that on the one hand one or more Pin apertures of the selective aperture device with respect to the imaging or Irradiation axis of the imaging system or imaging device are rotatable or rotated and on the other hand, the holding device spatially with the sample is movable or moved so that the examined sample area always is located in a specific object plane in which a proper mapping the sample, i. the generation of a first structure image with Bragg reflections, guaranteed is.

Zusätzlich hierzu kann die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung so ausgebildet sein, dass sie mittels einer geeigneten Software automatisch die ordnungsgemäße Ausrichtung der Probe oder der Struktur überprüft und durch entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtung gegebenenfalls korrigiert. Die Software ist hierbei so gestaltet, dass sie die anliegenden Datensignale der oben bereits erwähnten, zugeordneten strahlungssensitiven Bilderfassungseinrichtung auswertet, welche die ermittelten Farb- und/oder Intensitätswerte bestimmter Abbildungsbereiche repräsentieren, und mit der aus den Daten der Antriebseinrichtung ermittelten aktuellen Position der Probe und der Stellung der Stiftblende(n) korreliert.In addition to this can the control or regulating device be designed in such a way that they are using proper software automatically the proper alignment the sample or the structure and checked by appropriate control of the drive device, if necessary corrected. The software is designed here so that they applied data signals of the above-mentioned, associated radiation-sensitive Image acquisition device evaluates which the determined color and / or intensity values represent specific image areas, and with the from the Data of the drive device determined current position of the Probe and the position of the pen aperture (s) correlated.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörenden Zeichnungen. In den Zeichnungen, in denen gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigen:Further Features and advantages of the present invention will become apparent the following description of preferred embodiments in conjunction with the belonging ones Drawings. In the drawings, in which the same components with the same Reference numerals are given, show:

1a und 1b eine schematische Darstellung eines ersten, beispielhaften Lichtmikroskops mit dem Objekt- und dem Beleuchtungsstrahlengang (1a bzw. 1b); 1a and 1b 1 is a schematic representation of a first, exemplary light microscope with the object and the illumination beam path (FIG. 1a respectively. 1b );

1c und 1d eine schematische Darstellung eines zweiten, beispielhaften Lichtmikroskops mit eingefügter Bertrandlinse bei parallel und schräg zur optischen Achse einfallender Strahlung (1c bzw. 1d); 1c and 1d a schematic representation of a second exemplary light microscope with inserted Bertrand lens with parallel and oblique to the optical axis of incident radiation ( 1c respectively. 1d );

2a eine beispielhafte Schlitzblende zum selektiven Ausblenden von Bragg-Reflexen; 2a an exemplary slit diaphragm for selectively masking Bragg reflections;

2b eine beispielhafte Stiftblende zum selektiven Ausblenden von Bragg-Reflexen; 2 B an exemplary pin aperture for selectively masking Bragg reflections;

3a und 3b ein erstes Struktur-Abbild mit einer symmetrischen Anordnung von Bragg-Reflexen 1. Ordnung bei vollständig geöffneter Aperturblende (3a) nach dem Stand der Technik mit dem zugehörenden zweiten Struktur-Abbild (3b); 3a and 3b a first structure image with a symmetrical arrangement of Bragg reflections 1 , Order with fully opened aperture diaphragm ( 3a ) according to the prior art with the associated second structure image ( 3b );

4a und 4b die beiden Struktur-Abbilder gemäß 3, wobei die Aperturblende bis zum roten Rand der Bragg-Reflexe geschlossen ist; 4a and 4b the two structure images according to 3 wherein the aperture stop is closed to the red edge of the Bragg reflections;

5a und 5b die beiden Struktur-Abbilder gemäß 3, wobei die Aperturblende bis zum grünen Rand der Bragg-Reflexe geschlossen ist; 5a and 5b the two structure images according to 3 wherein the aperture stop is closed to the green edge of the Bragg reflections;

6a und 6b die beiden Struktur-Abbilder gemäß 3, wobei die Aperturblende bis zum blauen Rand der Bragg-Reflexe geschlossen ist; 6a and 6b the two structure images according to 3 wherein the aperture stop is closed to the blue edge of the Bragg reflections;

7a und 7b die beiden Struktur-Abbilder gemäß 3 bei vollständiger Ausblendung der Bragg-Reflexe; 7a and 7b the two structure images according to 3 with complete suppression of the Bragg reflexes;

8a ein erstes Struktur-Abbild einer Probe mit einer hexagonalen ersten und einer quadratischen zweiten Kristallstruktur; 8a a first structural image of a sample with a hexagonal first and a quadrati second crystal structure;

8b das erste Struktur-Abbild gemäß 8a mit eingezeichneter Ringblende: 8b the first structure image according to 8a with drawn ring aperture:

9a und 9b die Funktionsweise einer beispielhaften ersten Stiftblende; 9a and 9b the operation of an exemplary first pen aperture;

10a und 10b die Funktionsweise einer beispielhaften zweiten Stiftblende; 10a and 10b the operation of an exemplary second pin aperture;

11a und 11b die Funktionsweise einer beispielhaften Schlitzblende; 11a and 11b the operation of an exemplary slit diaphragm;

12a und 12b die Funktionsweise einer beispielhaften Lochblende; 12a and 12b the operation of an exemplary pinhole;

13a und 13b das zweite Struktur-Abbild einer Monolage und einer Zweifachlage bei vollständig geöffneter und vollständig geschlossener numerischer Apertur (13a bzw. 13b); 13a and 13b the second structural image of a monolayer and a double layer with fully opened and completely closed numerical aperture ( 13a respectively. 13b );

14a14d zugehörende erste Struktur-Abbilder an den in den 13 entsprechend gekennzeichneten Stellen; 14a - 14d belonging first structure images to those in the 13 correspondingly marked points;

15a und 15b das zweite Struktur-Abbild einer Dreifachlage und einer Vierfachlage bei vollständig geöffneter und vollständig geschlossener numerischer Apertur (15a bzw. 15b); 15a and 15b the second structural image of a triple layer and a quad layer with fully opened and completely closed numerical aperture ( 15a respectively. 15b );

16a16f zugehörende erste Struktur-Abbilder an den in den 15 entsprechend gekennzeichneten Stellen; 16a - 16f belonging first structure images to those in the 15 correspondingly marked points;

17a17d Helligkeitsunterschiede bei Verwendung einer Schlitzblende gemäß 2a am Beispiel einer kolloidalen hexagonal geordneten Multilage; und die 17a - 17d Brightness differences when using a slit according to 2a using the example of a colloidal hexagonal ordered multilayer; and the

18a und 18b das erfindungsgemäße selektive Ausblenden von Bragg-Reflexen bei einem asymmetrischen erstes Struktur-Abbild. 18a and 18b the inventive selective hiding Bragg reflections in an asymmetric first structure image.

Die 1a und 1b zeigen ein beispielhaftes, erstes Mikroskop 10, wobei zur besseren Veranschaulichung der Beleuchtungsstrahlengang 11a (1b) und der Objektstrahlengang 11b (1a) getrennt dargestellt sind. In 1a ist für zwei verschiedene Punkte eines zu untersuchenden Objekts oder einer Probe 14 der jeweils zugehörende Objektstrahlengang 11b dargestellt, wobei einer dieser Strahlengänge 11b zur besseren Unterscheidung grau unterlegt ist. Das im Unendlichen befindliche mikroskopische Abbild des Objekts 14, das im Auge 13 wahrgenommen wird, ist nur durch gestrichelte Linien angedeutet.The 1a and 1b show an exemplary first microscope 10 , wherein for better illustration of the illumination beam path 11a ( 1b ) and the object beam path 11b ( 1a ) are shown separately. In 1a is for two different points of an object or sample to be examined 14 the respective associated object beam path 11b represented, wherein one of these beam paths 11b gray background for better distinction. The infinite microscopic image of the object 14 that in the eye 13 is perceived is indicated only by dashed lines.

Das Mikroskop 10 umfasst eine Köhlersche Beleuchtungseinheit oder ein Köhlersches Beleuchtungssystem 12 zum gleichmäßigen Beleuchten des in einer Objekt- oder Probenebene 14a des Mikroskops 10 angeordneten, zu untersuchenden Probe 14 und eine zweistufige vergrößernde Abbildungseinrichtung 16, 18 zum mikroskopischen Abbilden der Probe 14. Diese Abbildungseinrichtung 16, 18 umfasst eine Objektiveinrichtung oder ein Objektiv 16 und eine nachgeschaltete Okulareinrichtung oder ein Okular 18, die auf bekannte Art und Weise als erste bzw. zweite Vergrößerungsstufe beim mikroskopischen Abbilden der Probe 14 wirken.The microscope 10 includes a Köhler lighting unit or a Köhler lighting system 12 to evenly illuminate the in an object or sample level 14a of the microscope 10 arranged to be examined sample 14 and a two-stage magnifying imaging device 16 . 18 for microscopic imaging of the sample 14 , This imaging device 16 . 18 includes an objective device or a lens 16 and a downstream eyepiece or eyepiece 18 , which in known manner as the first and second magnification in the microscopic imaging of the sample 14 Act.

Die Probe oder Struktur 14 ist auf einer (nicht dargestellten) Halteeinrichtung angeordnet, die zum bedarfsgerechten genauen Ausrichten der Probe 14 räumlich verstellbar ausgebildet ist. Sie ist auch um die optische Achse des Mikroskops 10 drehbar und bezüglich dieser Achse in Abhängigkeit von der jeweiligen Struktur bedarfsgerecht justierbar.The sample or structure 14 is arranged on a (not shown) holding device, the demand-oriented exact alignment of the sample 14 is designed spatially adjustable. It is also around the optical axis of the microscope 10 rotatable and adjustable as needed with respect to this axis depending on the particular structure.

Das Beleuchtungssystem 12 ist so ausgebildet, dass es bei Aktivierung Licht im sichtbaren Frequenzbereich emittiert und das Objekt oder die Probe 14 mit parallelem Licht hoher Leuchtdichte gleichmäßig ausleuchtet („Köhlersche Beleuchtung"). Es umfasst eine Lichtquelle 12a, eine Kollektoreinrichtung oder einen Kollektor 12b und eine nachgeschaltete zugehörende Kondensoreinrichtung oder einen Kondensor 12c. Der Kollektor 12b und der Kondensor 12c sind hierbei so ausgebildet und so angeordnet, dass die Lichtquelle 12a durch den Kollektor 12b in die Fokalebene 12d des Kondensors 12c abgebildet wird. Dieses Lichtquellen-Abbild wird dann durch den Kondensor 12c in ein Bündel paralleler Lichtstrahlen zum gleichmäßigen Beleuchten des Objekts oder der Probe 14 umgewandelt. In der Fokalebene 12d des Kondensors 12c ist eine erste Irisblende 12e angeordnet, die den Öffnungswinkel der Beleuchtungsapertur bestimmt und als Öffnungsblende bezeichnet wird. In dem durch den Kondensor 12c gebildeten beleuchtungsseitigen Bild der Objektebene 14a ist eine Leuchtfeldblende 12f angeordnet, durch welche die Größe des beleuchteten Bereichs der Objektebene 14a bestimmt wird.The lighting system 12 is designed so that it emits light in the visible frequency range and the object or sample when activated 14 illuminates evenly with parallel high-luminance light ("Köhler illumination") 12a , a collector device or a collector 12b and a downstream associated condenser or a condenser 12c , The collector 12b and the condenser 12c are here designed and arranged so that the light source 12a through the collector 12b in the focal plane 12d of the condenser 12c is shown. This light source image is then transmitted through the condenser 12c into a bundle of parallel light rays for uniform illumination of the object or sample 14 transformed. In the focal plane 12d of the condenser 12c is a first iris diaphragm 12e arranged, which determines the opening angle of the illumination aperture and is referred to as aperture stop. In that by the condenser 12c formed lighting side image of the object plane 14a is a field stop 12f arranged by which the size of the illuminated area of the object plane 14a is determined.

Der Objektebene 14a nachgeschaltet ist das oben bereits erwähnte Objektiv 16, das in seiner bildseitigen Fokalebene 16a (d.h. in die Fourier-Ebene der Probe 14) ein (nicht dargestelltes) Fourier-Bild der Probe 14 erzeugt, das vorstehend auch als erstes Struktur-Abbild oder als Struktur-Zwischenbild bezeichnet wird.The object level 14a Downstream is the above-mentioned lens 16 in its image-side focal plane 16a (ie in the Fourier plane of the sample 14 ) a (not shown) Fourier image of the sample 14 also referred to above as the first structure image or as a structure intermediate image.

In der bildseitigen Fokalebene 16a des Objektivs 16 (d.h. in der Fourier-Ebene der Probe 14) ist eine Selektiv-Blendeneinrichtug 20 zum selektiven Ausblenden von Bildbereichen des durch das Objektiv 16 erzeugten ersten Struktur-Abbildes 24 angeordnet, die drehbar bezüglich der optischen Achse des Mikroskops 10 ausgebildet ist. Die Selektiv-Blendeneinrichtug 20 ist auswechselbar ausgebildet und kann, je nach Anwendungszweck, in Abhängigkeit von der zu untersuchenden Probe 14 mit ihren charakteristischen Struktureigenschaften geeignet gewählt werden. Die Selektiv-Blendeneinrichtug 20 kann gegebenenfalls auch an einer anderen Stelle des optischen Strahlengangs angeordnet sein, an die das erste Struktur-Abbild 24 mittels einer geeigneten Abbildungs- oder Projektionseinrichtung abgebildet oder projiziert wird.In the image-side focal plane 16a of the lens 16 (ie in the Fourier plane of the sample 14 ) is a selective blend device 20 to selectively hide image areas of the lens 16 generated first structure image 24 arranged, which is rotatable with respect to the optical axis of the microscope 10 is trained. The selective blen deneinrichtug 20 is replaceable and can, depending on the application, depending on the sample to be examined 14 be selected with their characteristic structural properties suitable. The selective iris device 20 If appropriate, it can also be arranged at another point of the optical beam path, to which the first structure image 24 is imaged or projected by means of a suitable imaging or projection device.

Die Selektiv-Blendeneinrichtug 20 kann zumindest eine Löcher-, Ring-, Schlitz- oder Stiftblende umfassen. Sie kann insbesondere auch variabel ausgebildet sein, wie z.B. als Schlitzblende mit mehreren übereinander fahrenden Stiften, so dass zur Mitte hin immer mehr verjüngende abdeckende Bereiche entstehen. Sie kann auch eine Irisblende umfassen. Sie kann zudem auch eine Zentralblende zum Ausblenden des ungebeugten und ungestreuten Strahlungsanteils, d.h. des Primär- oder Zentralstrahls, umfassen.The selective iris device 20 may include at least one hole, ring, slot or pin aperture. In particular, it may also have a variable design, such as, for example, a slit diaphragm with a plurality of pins traveling one above the other, so that more and more tapering covering areas are created towards the center. It can also include an iris diaphragm. It may also include a central shutter to hide the undiffracted and unscattered radiation component, ie the primary or central beam.

In 2a ist beispielhaft eine Schlitzblende 20 mit sechs, sich von einer zentralen kreisförmigen Blendenöffnung 20a aus radial nach außen erstreckenden Schlitzen 20b abgebildet, die insbesondere für die nachstehend noch ausführlich beschriebene erfindungsgemäße Strukturanalyse hexagonal geordneter Strukturen geeignet ist und auch entsprechend eingesetzt wird. Die sechs Schlitze 20b sind jeweils in einem Winkel von 60° zueinander angeordnet, so dass sie eine bezüglich des Blendenmittelpunkts rotationssymmetrische Stiftanordnung bilden.In 2a is an example of a slit 20 with six, extending from a central circular aperture 20a from radially outwardly extending slots 20b which is suitable in particular for the structural analysis of hexagonal ordered structures according to the invention which is described in detail below and is also used accordingly. The six slots 20b are each arranged at an angle of 60 ° to each other so that they form a rotationally symmetrical with respect to the diaphragm center pin arrangement.

Die 2b zeigt eine beispielhafte Stiftblende 20 mit einer zentralen kreisförmigen Blendenöffnung 20a, in die sich sechs Stifte 20c radial nach innen erstrecken, die jeweils wiederum unter einem Winkel von 60° zueinander angeordnet sind. Auch diese Stiftblende 20 ist damit speziell für die nachstehend noch ausführlich beschriebene erfindungsgemäße Strukturanalyse hexagonal geordneter Strukturen ausgelegt.The 2 B shows an exemplary pen aperture 20 with a central circular aperture 20a in which there are six pins 20c extend radially inwardly, which in turn are each arranged at an angle of 60 ° to each other. Also this pen panel 20 is thus designed especially for the structural analysis of hexagonal ordered structures according to the invention which is described in detail below.

Das dem Objektiv 16 zugeordnete, oben bereits erwähnte Okular 18 dient auf bekannte Art und Weise zum vergrößernden Abbilden oder Betrachten eines durch das Objektiv 16 erzeugten umgekehrten vergrößerten Mikroskop-Zwischenbildes 30 in einer nachgeschalteten zweiten Vergrößerungsstufe, das – entsprechend den obigen Ausführungen – nach bedarfsgerechter Einstellung der Selektiv-Blendeneinrichtug 20 aus dem ersten Struktur-Abbild 24 erzeugt wird oder erzeugbar ist und vorstehend auch als zweites Struktur-Abbild bezeichnet wird. Das Okular 18 ist so ausgebildet, dass austretende Objektstrahlen parallel verlaufen. Die Augenlinse 13 eines Betrachters kann so in entspanntem Zustand auf der Netzhaut das zweite Struktur-Abbild entwerfen.That the lens 16 assigned, already mentioned above eyepiece 18 In a known manner, it serves to magnify imaging or viewing through the lens 16 generated inverted magnified microscope intermediate image 30 in a subsequent second magnification stage, which - according to the above - after need-based adjustment of the selective Blendeneinrichtug 20 from the first structure image 24 is generated or generated and is referred to above as a second structure image. The eyepiece 18 is designed so that emergent object beams are parallel. The eye lens 13 A viewer can thus design the second structure image in a relaxed state on the retina.

Um das erste Struktur-Abbild 24 oder das Fourier-Bild des Objekts oder der Probe 14 zu betrachten, kann im Strahlengang hinter dem Objektiv 16 eine sogenannte Bertrand-Linse 23 angeordnet werden, welche auf an sich bekannte Art und Weise die bildseitige Fokalebene 16a oder die Austrittspupille des Objektivs 16 in die objektseitige Fokalebene 25 des Okulars 18 abbildet. Die bildseitige Fourierebene des Mikroskopobjektiv 16 wird hierbei im Auge 13 abgebildet. Mit der Bertrand Linse 23 wird die Tubuslänge, d.h. der Abstand zwischen der bildseitigen Fokalebene 16a des Mikroskopobjektivs 16 und der objektseitige Fokalebene 25 des Okulars 18 mit einer Linse in einer Identitätsabbildung (beidseitig zweimal die Brennweite der Bertrandlinse 23) überbrückt.To the first structure image 24 or the Fourier image of the object or sample 14 to look at, in the beam path behind the lens 16 a so-called Bertrand lens 23 are arranged, which in a known per se, the image-side focal plane 16a or the exit pupil of the lens 16 in the object-side focal plane 25 of the eyepiece 18 maps. The image-side Fourier plane of the microscope objective 16 is here in the eye 13 displayed. With the Bertrand lens 23 becomes the tube length, ie the distance between the image-side focal plane 16a of the microscope objective 16 and the object-side focal plane 25 of the eyepiece 18 with a lens in an identity image (twice on both sides the focal length of the Bertrand lens 23 ) bridged.

Eine entsprechende Ausführungsform des Mikroskops 10 ist in den 1c und 1d beispielhaft dargestellt.A corresponding embodiment of the microscope 10 is in the 1c and 1d exemplified.

1c zeigt einen Mikroskopieaufbau mit Betrandlinse 23 mit parallel zur optischen Achse einfallenden Strahlung, bezeichnet als ungestreutes Licht. 1c shows a microscope assembly with Betrandlinse 23 with incident parallel to the optical axis radiation, referred to as unscattered light.

1d zeigt einen Mikroskopieaufbau mit Betrandlinse 23 mit schräg zur optischen Achse einfallenden Strahlung, bezeichnet als Streulicht. 1d shows a microscope assembly with Betrandlinse 23 with oblique incident to the optical axis radiation, referred to as scattered light.

Das Mikroskop 10 kann durch Austausch oder Einbau von geeigneten Linsen oder Linsensystemen hinter dem Mikroskopobjektiv 16 und der oder den Selektiv-Aperturblenden 20 und/oder durch Ausbildung zweier unterschiedlicher Strahlengänge oder Lichtwege mit gewissen Justiereinrichtungen bei Bedarf auch so umgestaltet werden, dass sowohl das mikroskopische Abbild der Probe 14 als auch ihr Fourier-Bild, d.h. im obigen Sprachgebrauch sowohl das zweite als auch das erste Struktur-Abbild der Probe 14, abwechselnd oder auch gleichzeitig betrachtet und analysiert werden können. Hiermit lässt sich die Justierung der Selektiv-Blendeneinrichtung oder Selektiv-Aperturblende 20 auf spezielle Bragg-Reflexe bzw. die erfindungsgemäße Teilabdeckung von Bragg-Reflexen und deren Einfluss auf die Farb- und Helligkeitseffekte in dem mikroskopischen zweiten Struktur-Abbild der Probe 14 direkt beobachten und analysieren. So kann z.B. anstelle des Okulars 18 einfach ein Aufsatz angebaut werden, der mit zwei Linsen einerseits den vergrößerten Fourierraum der Bragg-Reflexe (das erste Struktur-Abbild) und andererseits ein vergrößertes Ortsraumbild der Probe 14 (das zweite Struktur-Abbild) erzeugt.The microscope 10 can be done by replacing or installing suitable lenses or lens systems behind the microscope objective 16 and the selective aperture diaphragm (s) 20 and / or by forming two different beam paths or light paths with certain adjustment devices, if necessary, also be redesigned so that both the microscopic image of the sample 14 as well as its Fourier image, ie both the second and the first structural image of the sample in the above usage 14 , alternately or simultaneously and can be analyzed. This allows the adjustment of the selective aperture device or selective aperture diaphragm 20 on specific Bragg reflections or the partial coverage of Bragg reflections according to the invention and their influence on the color and brightness effects in the microscopic second structural image of the sample 14 directly observe and analyze. For example, instead of the eyepiece 18 simply an attachment to be grown, with two lenses on the one hand, the enlarged Fourier space of the Bragg reflections (the first structure image) and on the other hand, an enlarged spatial view of the sample 14 (the second structure image).

Das Mikroskop 10 umfasst auch noch einen oder mehrere (nicht dargestellte) Frequenzfilter zur Optimierung der Intensitäts- und Farbverläufe beim Abbilden, die in Abhängigkeit von den Struktureigenschaften der zu untersuchenden Probe 14 an geeigneter Stelle im Strahlengang 22 angeordnet sind oder in diesen bedarfsgerecht einführbar sind.The microscope 10 also includes one or more (not shown) frequency filter to optimize the intensity and color gradients during imaging, depending on the structural properties of the sample to be examined 14 at a suitable location in the beam path 22 are arranged or can be inserted in these as needed.

Das Mikroskop 10 umfasst zudem auch noch eine (nicht dargestellte) elektrische Antriebseinrichtung für die Halteeinrichtung und für die Selektiv-Blendeneinrichtung 20. Mittels dieser Antriebseinrichtung lässt sich z.B. insbesondere die Achsenausrichtung einer zu untersuchenden Struktur oder Probe 14 einfacher bestimmen und die Probe 14 ordnungsgemäß einstellen und justieren. Die Halteeinrichtung mit der Probe 14 ist räumlich so bewegbar oder wird so bewegt, dass sich der untersuchte Probenbereich immer in der Objekt- oder Probenebene 14a befindet, in der eine ordnungsgemäße Abbildung der Probe 14, d.h. die Erzeugung eines scharfen ersten Struktur-Abbildes 24 mit Bragg-Reflexen, gewährleistet ist.The microscope 10 In addition, it also includes an electric drive device (not shown) for the holding device and for the selective diaphragm device 20 , By means of this drive device can be, for example, in particular the axis alignment of a structure or sample to be examined 14 easier to determine and the sample 14 adjust and adjust properly. The holding device with the sample 14 is spatially so movable or is moved so that the examined sample area always in the object or sample plane 14a located in the a proper mapping of the sample 14 ie the generation of a sharp first structure image 24 with Bragg reflections, guaranteed.

Das Mikroskop 10 umfasst ferner auch noch eine (nicht dargestellte) strahlungssensitive Bilderfassungseinrichtung für das erste und zweite Struktur-Abbild sowie eine zugeordnete elektronische Auswerteeinrichtung.The microscope 10 furthermore also includes a radiation-sensitive image capture device (not shown) for the first and second structural image as well as an associated electronic evaluation device.

Die Bilderfassungseinrichtung für das zweite Struktur-Abbild, kann gegebenenfalls auch so angeordnet sein, dass sie das umgekehrte vergrößerte Mikroskop-Zwischenbild 30 direkt erfasst, so dass die zweite Vergrößerungsstufe des Mikroskops 10 mit dem Okular 18 entfallen kann.The image capture device for the second structure image, if appropriate, can also be arranged such that it contains the inverted magnified microscope intermediate image 30 captured directly, allowing the second magnification level of the microscope 10 with the eyepiece 18 can be omitted.

Das Mikroskop 10 umfasst schließlich auch noch eine (nicht dargestellte) Steuerungs- oder Regelungseinrichtung zur Steuerung der genannten Einrichtungen oder Systeme bei der Durchführung einer erfindungsgemäßen Strukturanalyse der oben beschriebenen Art. Die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung ist so ausgebildet, dass sie mittels einer geeigneten Software automatisch die ordnungsgemäße Ausrichtung der Probe 14 überprüft und durch entsprechende Ansteuerung der elektrischen Antriebseinrichtung für die Proben-Halteeinrichtung gegebenenfalls bedarfsgerecht korrigiert. Die Software ist hierbei so gestaltet, dass sie die anliegenden Datensignale der strahlungssensitiven Bilderfassungseinrichtung auswertet, welche die ermittelten Farb- und/oder Intensitätswerte bestimmter Abbildungsbereiche repräsentieren, und mit der aus den Daten der Antriebseinrichtung ermittelten aktuellen Position der Probe 14 bzw. der Proben-Halteeinrichtung und der Stellung der jeweiligen Selektiv-Blendeneinrichtung 20 korreliert.The microscope 10 Finally, it also includes a control or regulating device (not shown) for controlling said devices or systems when carrying out a structural analysis according to the invention of the type described above. The control or regulating device is designed such that it automatically controls the proper alignment by means of suitable software the sample 14 checked and optionally corrected by appropriate control of the electric drive device for the sample holding device as needed. In this case, the software is designed such that it evaluates the applied data signals of the radiation-sensitive image capture device, which represent the determined color and / or intensity values of specific imaging regions, and with the current position of the sample determined from the data of the drive device 14 or the sample holding device and the position of the respective selective iris device 20 correlated.

Es sei noch darauf hingewiesen, dass das vom Objektiv 16 erzeugte Proben-Abbild oder das erste Struktur-Abbild der Probe 14 entweder vor oder nach der selektiven Ausblendung von Bragg-Reflexen mittels einer geeigneten Abbildungs- oder Projektionseinrichtung gegebenenfalls auch an eine andere Stelle außerhalb des beschriebenen Mikroskopaufbaus abgebildet oder projiziert werden kann und dort auf die oben ausführlich beschriebene Art und Weise mittels der dort genannten Einrichtungen und Systeme weiterverarbeitet und ausgewertet werden kann.It should be noted that the lens 16 generated sample image or the first structure image of the sample 14 either before or after the selective suppression of Bragg reflections can be imaged or projected by means of a suitable imaging or projection device to another location outside the described microscope structure and there in the manner described above in detail by means of the facilities and systems mentioned therein can be further processed and evaluated.

Der Unterschied zwischen dem vorstehend beschriebenen Mikroskop 10 und handelsüblichen herkömmlichen Mikroskopen besteht in der bedarfsgerecht gestalteten, in den Abbildungs-Strahlengang 22a eingeführten oder einführbaren Selektiv-Blendeneinrichtung 20. Herkömmliche Mikroskope, ohne eine solche Selektiv-Blendeneinrichtung 20, können jedoch durch entsprechende Umbauten oder Ergänzungseinrichtungen bzw. durch Verwendung neuartiger hochwertiger Mikroskopobjektive mit entsprechenden eingebauten oder einführbaren Selektiv-Blendeneinrichtungen 20 oder auch durch den Bau von Mikroskopen mit speziell konstruierten Strahlengängen der vorstehend beschriebenen Art recht einfach und kostengünstig so umgerüstet oder nachgerüstet werden, dass sie zur Durchführung erfindungsgemäßer Strukturanalysen nutzbar sind. Die geeignete Wahl der – vorzugsweise austauschbar ausgebildeten – Selektiv-Blendeneinrichtungen 20 ermöglicht hierbei eine sehr einfache, schnelle und flexible Anpassung an die jeweiligen experimentellen Erfordernisse und strukturellen Gegebenheiten, ohne – bei optisch ausgeglichenen Bildfehlern – eventuelle Qualitätsverluste beim Abbilden befürchten zu müssen.The difference between the microscope described above 10 and commercially available conventional microscopes consists in the needs-designed, in the imaging beam path 22a inserted or insertable selective iris device 20 , Conventional microscopes without such a selective iris device 20 , but can by appropriate conversions or supplemental devices or by using novel high quality microscope objectives with appropriate built-in or insertable selective iris devices 20 or by the construction of microscopes with specially constructed beam paths of the type described above are quite simple and inexpensive so converted or retrofitted that they can be used to perform inventive structural analysis. The appropriate choice of - preferably interchangeable trained - selective aperture devices 20 allows a very simple, quick and flexible adaptation to the respective experimental requirements and structural conditions, without having to fear any loss of quality during imaging in the case of optically balanced image defects.

In 3a ist ein beispielhaftes erstes Struktur-Abbild 24 geordneter Strukturen einer Multilage 14 aus etwa 590 nm großen PS-Kolloiden (PS = Polystyrol) auf einem Deckglas dargestellt. Das Struktur-Abbild 24 wurde (entsprechend dem bekannten Stand der Technik) mit dem vorstehend beschriebenen Mikroskop 10 bei Köhlerscher Beleuchtung mit sichtbarem Licht und vollständig geöffneter irisfömiger Aperturblende 20 in der Fokalebene 16a des Mikroskopobjektivs 16 (d.h. in der Fourier-Ebene der abzubildenden Multilage 14) aufgenommen. Die Aperturblende oder Selektivblende 20 wurde hierbei so gewählt, dass nur Bragg-Reflexe 1. Ordnung 26 sichtbar sind, während die Bragg-Reflexe 26 höherer Ordnung vollständig ausgeblendet werden. Als Mikroskopobjektiv 16 wurde ein Leica PL APO 100x/1.40 – 0.7 Oil/0.17/D verwendet.In 3a is an exemplary first structure image 24 ordered structures of a multilayer 14 from about 590 nm large PS colloids (PS = polystyrene) shown on a coverslip. The structure image 24 was (according to the prior art) with the microscope described above 10 with Köhler's lighting with visible light and completely open iris aperture diaphragm 20 in the focal plane 16a of the microscope objective 16 (ie in the Fourier plane of the multilayer to be imaged 14 ). The aperture diaphragm or selective diaphragm 20 was chosen so that only Bragg reflexes 1 , order 26 are visible while the Bragg reflexes 26 Higher order are completely hidden. As a microscope objective 16 a Leica PL APO 100x / 1.40 - 0.7 Oil / 0.17 / D was used.

Die dargestellte kolloidale Multilage 14 wurde, wie auch die nachstehend noch dargestellten Multilagen bei den anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen, durch Eintrocknenlassen einer wässrigen kolloidalen Suspension aus Polystyrol-Partikeln (PS-Partikel) auf einer ebenen Glasunterlage hergestellt. Durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit werden die Kolloide beim Verdunstungsprozess immer mehr zusammengedrängt bis schließlich nach der vollständigen Verdunstung des Wassers dicht gepackte, aber meist aus vielen kleinen, unterschiedlich orientierten und aufgebauten Kristallstrukturen bestehende Kolloidlagen vorliegen. Da die unterste Lage immer entlang der Glasoberfläche ausgerichtet ist und die anderen Lagen sich an der untersten Lage orientieren, besitzen die kristallin geordneten Strukturen 14 alle eine Symmetrieachse senkrecht zur Glasoberfläche. Wird die optische Achse des Mikroskops 10 daher, wie im vorliegenden Fall, parallel zur Normalenrichtung der Glasoberfläche gebracht, ergeben sich, wie in 3a, Bragg-Reflexe 26, die radialsymmetrisch oder rotationsymmetrisch um einen ungestreuten Primär- oder Zentralstrahl 28 im Zentrum des Struktur-Abbildes 24 angeordnet sind.The illustrated colloidal multilayer 14 was prepared, as well as the multilayers shown below in the other embodiments of the invention, by allowing an aqueous colloidal suspension of polystyrene particles (PS particles) to dry on a flat glass surface. Due to the surface tension of the liquid, the colloids are more and more compressed in the evaporation process until finally after the complete evaporation of the Water densely packed, but usually consist of many small, differently oriented and constructed crystal structures existing colloidal layers. Since the bottom layer is always aligned along the glass surface and the other layers are oriented to the bottom layer, have the crystalline ordered structures 14 all one axis of symmetry perpendicular to the glass surface. Will the optical axis of the microscope 10 Therefore, as in the present case, brought parallel to the normal direction of the glass surface, as shown in 3a , Bragg reflexes 26 that are radially symmetric or rotationally symmetric about an unscattered primary or central beam 28 in the center of the structure image 24 are arranged.

Wird eine solche, dünne, geordnete Multilage in Richtung einer Symmetrieachse der Struktur bestrahlt, ergeben sich bei entsprechender Achssymmetrie einheitliche charakteristische Intensitätsprofile der jeweils symmetrischen Bragg-Reflexe 26 gleicher Ordnung. Daraus lassen sich spezielle zusätzliche Anwendungen für derart ausgerichtete dünne Multilagen ableiten, die im folgenden ausführlich dargestellt werden.If such a thin, ordered multilayer is irradiated in the direction of an axis of symmetry of the structure, uniform characteristic intensity profiles of the respective symmetrical Bragg reflections result with corresponding axis symmetry 26 same order. From this, specific additional applications for thin multilayers oriented in this manner can be derived, which are described in detail below.

Durch die parallele Ausrichtung der optischen Mikroskopachse zu einer Symmetrieachse der zu untersuchenden Multilage 14 ist gewährleistet, dass gleiche charakteristische Farben in dem zugeordneten – und nachstehend noch ausführlich diskutierten – zweiten Struktur-Abbild 30 auch gleichen Kristallstrukturen mit gleicher Lagenzahl und gleicher Lagen- oder Stapelabfolge entsprechen. Denkbar ist im Dreidimensionalen jedoch für kleine Kristallite auch, dass deren Symmetrieachsen durch eine geeignete Drehung jeweils einzeln parallel zur optischen Achse des Mikroskops 10 gelegt und dann die sich in dem zweiten Struktur-Abbild 30 ergebenden Farb- und Intensitätsverläufe verglichen und analysiert werden.Due to the parallel alignment of the optical microscope axis to an axis of symmetry of the multilayer to be examined 14 it is ensured that the same characteristic colors in the associated - and still discussed in detail - second structural image 30 also correspond to the same crystal structures with the same number of layers and the same layer or stacking sequence. However, in the case of small crystallites, it is also conceivable in the threedimensional that their axes of symmetry are each individually parallel to the optical axis of the microscope by suitable rotation 10 and then placed in the second structure image 30 resulting color and intensity curves are compared and analyzed.

Da es sich bei der untersuchten Probe 14 um eine dünne Multilage handelt, sind die Bragg-Reflexe 26 in dem ersten Struktur-Abbild 24 spektral aufgespalten. Die kurzwelligen Strahlungskomponenten im blauen Strahlungsbereich liegen hierbei jeweils bei kleineren Beugungswinkeln auf der dem Zentralstrahl 28 zugewandten Innenseite der Bragg-Reflexe 26, während die langwelligen Strahlungskomponenten im roten Strahlungsbereich bei größeren Beugungswinkeln auf der dem Zentralstrahl 28 abgewandten Außenseite der Bragg-Reflexe 26 liegen.Since it is the sample examined 14 is a thin multilayer, are the Bragg reflexes 26 in the first structure image 24 spectrally split. The short-wave radiation components in the blue radiation range are in each case at smaller diffraction angles on the central beam 28 facing inside of the Bragg reflexes 26 while the long-wave radiation components in the red radiation range at larger diffraction angles on the the central beam 28 facing away from the Bragg reflexes 26 lie.

Die Bragg-Reflexe 26 in dem ersten Struktur-Abbild 24 sind ringförmig ausgebildet, da sie aus einer Überlagerung zahlreicher, einzelner, strukturcharakteristischer Bragg-Reflexe bestehen, die jeweils einer der unterschiedlich aufgebauten und orientierten geordneten Einzelstrukturen in der zu untersuchenden Multilage 14 zugeordnet sind. Diese strukturcharakteristischen Bragg-Reflexe 26 liegen nebeneinander, wobei die Strahlungsintensitäten nach dem Anteil der einzelnen Strukturen im beleuchteten Bereich oder im Beleuchtungsfeld gewichtet sind.The Bragg reflexes 26 in the first structure image 24 are annular, since they consist of a superimposition of numerous, individual, structural characteristic Bragg reflections, each one of the differently constructed and oriented ordered individual structures in the multilayer to be examined 14 assigned. These structural characteristic Bragg reflexes 26 lie side by side, the radiation intensities being weighted according to the proportion of the individual structures in the illuminated area or in the illumination field.

Bei Beleuchtungsfeldern mit hinreichend komplexen Strukturen, die eine Vielzahl an unterschiedlich aufgebauten und orientierten Einzelstrukturen umfassen, kann es im ersten Struktur-Abbild 24 der Probe 14 (d.h. in ihrem Fourierbild) gegebenenfalls auch zur Bildung eines nahezu geschlossenen Rings aus Bragg-Reflexen 26 kommen, so dass eine Zuordnung einzelner Bragg-Reflexe 26 zu bestimmten Einzelstrukturen nicht immer ohne weiteres möglich ist. Die Ortsauflösung in dem ersten Struktur-Abbild 24 ist daher im vorliegenden Fall durch die Größe des Beleuchtungsfeldes und die Anzahl der darin enthaltenen, gleichzeitig beleuchteten oder bestrahlten, unterschiedlich geordneten und orientierten Einzelstrukturen in der zu untersuchenden Multilage 14 bestimmt.For illumination fields with sufficiently complex structures, which comprise a multiplicity of differently structured and oriented individual structures, the first structural image may be used 24 the sample 14 (ie in their Fourier image), optionally also to form a nearly closed ring of Bragg reflections 26 come, allowing an assignment of individual Bragg reflexes 26 for certain individual structures is not always readily possible. The spatial resolution in the first structure image 24 is therefore in the present case by the size of the illumination field and the number of contained therein, simultaneously illuminated or irradiated, differently ordered and oriented individual structures in the multilayer to be examined 14 certainly.

Die Bragg-Reflexe 26 in dem ersten Struktur-Abbild 24 enthalten verschiedene wichtige Strukturinformationen. Ihre Anzahl und ihre Ausrichtung gibt Auskunft über die vorliegende Kristallstruktur und deren Orientierung innerhalb der zu untersuchenden Probe 14. Die radialen, wellenlängenabhängigen Intensitätsverteilungen der Bragg-Reflexe 26 sowie Intensitätsunterschiede zwischen den Bragg-Reflexen 26 einer geordneten dünnen Multilage hängen hingegen von den Interferenzbedingungen zwischen unterschiedlichen Lagen ab, d.h. sie sind charakteristisch für die Lagenanzahl und die Stapelabfolge, aber auch für die Kristallstruktur selber. Das strukturcharakteristische radiale Intensitätsprofil der Bragg-Reflexe ändert sich für andere Versuchsbedingungen, z.B. für Kolloide aus einem anderen Material (d.h. andere Streuer für die einfallende Strahlung), Kolloide anderer Größe (Änderung der periodischen Anordnung) und für Kolloide in einem anderen umgebenden Medium, z.B. nicht mehr in Luft sondern in Wasser (Änderung der dielektrischen Konstanten des umgebenden Mediums).The Bragg reflexes 26 in the first structure image 24 contain several important structural information. Their number and orientation gives information about the present crystal structure and its orientation within the sample to be examined 14 , The radial, wavelength-dependent intensity distributions of the Bragg reflections 26 and intensity differences between the Bragg reflections 26 By contrast, an ordered thin multilayer depends on the interference conditions between different layers, ie they are characteristic of the number of layers and the stacking sequence, but also of the crystal structure itself. The structural characteristic radial intensity profile of the Bragg reflections changes for other experimental conditions, eg for colloids of another material (ie other scatterers for the incident radiation), colloids of other sizes (change of the periodic arrangement) and for colloids in another surrounding medium, eg no longer in air but in water (change of the dielectric constant of the surrounding medium).

Die Abhängigkeit der Ortsauflösung vom gewählten Beleuchtungsbereich, Schwierigkeiten bei der Zuordnung der Bragg-Reflexe 26 bei Mischungen von Kristallstrukturen und die notwendige Analyse der radialen Intensitätsverteilung der Bragg-Reflexe 26 zeigen, dass herkömmliche Strukturanalysen kolloidaler Multilagen 14, die nur auf der Analyse von Bragg-Reflexen basieren, mit einem sehr hohem technischen Aufwand verbunden sind, ohne dass sich eine gute Ortsauflösung für die zu untersuchenden Strukturen 14 ergibt.The dependence of the spatial resolution on the selected illumination range, difficulties in assigning the Bragg reflections 26 for mixtures of crystal structures and the necessary analysis of the radial intensity distribution of the Bragg reflections 26 show that conventional structural analyzes of colloidal multilayers 14 , which are based only on the analysis of Bragg reflections, are associated with a very high technical effort, without requiring a good spatial resolution for the structures under investigation 14 results.

3b zeigt das zugehörende zweite Struktur-Abbild 30 nach der zweiten Vergrößerungsstufe des Mikroskops 10, d.h. die Abbildung des durch das Objektiv 16 erzeugten vergrößerten Mikroskop-Zwischenbildes, aufgenommen mit einer CCD-Kamera. 3b shows the associated second structure image 30 after the second magnification stage of the microscope 10 ie the picture of the lens 16 generated enlarged microscope intermediate image taken with a CCD camera.

Die Anordnung der Kolloide in den unterschiedlich geordneten sowie strukturell gestörten Bereichen sind für die oberste Kolloidschicht der Multilagen bei vollständig geöffneter numerischer Apertur deutlich erkennbar.The Arrangement of colloids in the differently ordered as well as structurally disturbed Areas are for the topmost colloid layer of multilayers at fully opened numerical aperture clearly visible.

Das dargestellte mikroskopische zweite Struktur-Abbild 30 der Probe 14 bei maximal geöffneter numerischer Apertur entsprechend dem bekannten Stand der Technik ermöglicht zwar eine ortsaufgelöste Darstellung der unverdeckten Kolloide, es zeigt aber nur die Oberflächenschicht und liefert, im Gegensatz zu den Bragg-Reflexen 26, keine tiefensensitive Strukturinformationen. Die einzelnen Kristallstrukturen, die Lagenanzahl, die Stapelfolge und die Ausrichtung der kristallinen Bereiche in der Multilage 14 lassen sich so nicht eindeutig bestimmen. Für digital verwendbare Strukturinformationen der Oberfläche müssen die Teilchenpositionen erst durch aufwendige Datenverarbeitungsprogramme bestimmt werden, um dann die Teilchenkorrelationen berechnen zu können.The illustrated microscopic second structure image 30 the sample 14 Although at maximum open numerical aperture according to the known prior art allows a spatially resolved representation of the uncovered colloids, but it shows only the surface layer and provides, in contrast to the Bragg reflections 26 , no deep-sensitive structure information. The individual crystal structures, the number of layers, the stacking sequence and the orientation of the crystalline areas in the multilayer 14 can not be determined so clearly. For digitally usable structural information of the surface, the particle positions must first be determined by complex data processing programs in order then to be able to calculate the particle correlations.

In den 47 wird nun erfindungsgemäß die in 3 zunächst maximal geöffnete numerische Aperturblende allmählich immer mehr geschlossen. In 4a ist die Aperturblende 20 zunächst bis zum roten Rand der Bragg-Reflexe 26 geschlossen. Dann wird erst der rote Frequenzbereich (5a), dann zusätzlich noch der grüne Frequenzbereich (6a) und schließlich auch noch der blaue Frequenzbereich (7a) radialsymmetrisch um die optische Achse und den Zentralstrahl 28 ausgeblendet. In 7a ist die Aperturblende 20 dann so weit geschlossen, dass die Bragg-Reflexe 26 – entsprechend dem aus der oben genannten Dissertation von Dr. Ralf Biehl bekannten Stand der Technik – vollständig ausgeblendet sind und nur noch der ungestreute Zentralstrahl 28 sichtbar ist.In the 4 - 7 is now the invention in 3 initially the maximum open numerical aperture diaphragm gradually closes more and more. In 4a is the aperture stop 20 first to the red edge of the Bragg reflexes 26 closed. Then only the red frequency range ( 5a ), then additionally the green frequency range ( 6a ) and finally also the blue frequency range ( 7a ) radially symmetric about the optical axis and the central beam 28 hidden. In 7a is the aperture stop 20 then closed so far that the Bragg reflexes 26 - in accordance with the above-mentioned dissertation by Dr. med. Ralf Biehl known prior art - are completely hidden and only the unscattered central beam 28 is visible.

Das ungestreute Licht des Zentralstrahls 28, diffus gestreutes Licht und der nicht ausgeblendete verbleibende Strahlungsanteil der Bragg-Reflexe 26 des ersten Struktur-Abbildes 24 werden durch das Mikroskopobjektiv 16 zu einem zweiten Struktur-Abbild 24 in Form eines vergrößerten Mikroskop-Zwischenbildes 30 zusammengesetzt, welches dann, wie oben bereits erwähnt wurde, durch das nachgeschaltete Okular 18 noch einmal vergrößert wird.The unscattered light of the central ray 28 , Diffuse scattered light and the non-hidden residual radiation fraction of Bragg reflections 26 of the first structure image 24 be through the microscope lens 16 to a second structure image 24 in the form of an enlarged microscope intermediate image 30 composed, which then, as already mentioned above, through the downstream eyepiece 18 is enlarged again.

Beim allmählichen Ausblenden der Bragg-Reflexe 26 wird das mikroskopische Auflösungsvermögen durch die zunehmende Verkleinerung der Blendenöffnung immer stärker reduziert, bis die einzelnen Teilchen schließlich nicht mehr getrennt voneinander beobachtet werden können. Diese allmähliche Verschlechterung des mikroskopischen Auflösungsvermögens ist in den den 4a7a jeweils zugeordneten zweiten Struktur-Abbildern 30 erkennbar, die in den 4b7b dargestellt sind.Gradually fading out the Bragg reflexes 26 the microscopic resolution is increasingly reduced by the increasing reduction of the aperture until finally the individual particles can no longer be observed separately. This gradual deterioration of the microscopic resolution is in the 4a - 7a respectively associated second structure images 30 recognizable in the 4b - 7b are shown.

Gleichzeitig zeigen sich jedoch in den 4b7b mit zunehmender Abblendung, d.h. stärkerer Ausblendung der Bragg-Reflexe 26, ortsaufgelöst Bereiche oder Regionen mit einem jeweils ganz charakteristischen Farb- und Helligkeitswert. Dies ist auf das Fehlen der ausgeblendeten strukturcharakteristischen Strahlungskomponenten bei der Bildung des zweiten Struktur-Abbildes 30 zurückzuführen, dessen ursprüngliche Farb- und Helligkeitswerte in Abhängigkeit von den jeweils fehlenden Strahlungskomponenten mit zunehmender Abblendung immer stärker modifiziert werden und damit entsprechende Strukturinformationen in Form strukturcharakteristischer Farb- und Helligkeitscodes erhalten. Gebiete oder Regionen mit gleichem Farbcode gehören daher zur selben Kristallstruktur, d.h. z.B. zur gleichen Mehrfachlage mit einer bestimmten Lagenanzahl und Lagenfolge. Fehlstellen sowie Defekte erscheinen in dem zweiten Struktur-Abbild 30 typischerweise als dunkle Schatten.At the same time, however, are in the 4b - 7b with increasing dimming, ie stronger suppression of the Bragg reflections 26 , spatially resolved areas or regions with a very characteristic color and brightness value. This is due to the lack of hidden structural characteristic radiation components in the formation of the second structural image 30 attributed to its original color and brightness values depending on the respectively missing radiation components with increasing dimming are increasingly modified and thus obtained corresponding structural information in the form of structure-characteristic color and brightness codes. Areas or regions with the same color code therefore belong to the same crystal structure, ie, for example, to the same multiple layer with a specific number of layers and layer sequence. Defects and defects appear in the second structure image 30 typically as dark shadows.

Trotz der zunehmend schlechteren Auflösung des Mikroskops 10 mit kleiner werdender numerischen Apertur führt das gleichzeitige Ausblenden strukturcharakteristischer Farben der Bragg-Reflexe 26, die tiefensensitive Strukturinformationen tragen, in dem zweiten Struktur-Abbild 30 zu einer lokal zugeordneten Einfärbung der unterschiedlich geordneten Strukturen, die eine kontrastoptimierte ortsaufgelöste Darstellung der Strukturen und eine darauf basierende Auswertung der strukturcharakteristischen Farbinformationen ermöglicht. Es ergeben sich hierbei jedoch zunächst noch keine Informationen zur lokal vorliegenden Achssymmetrie bzw. der Orientierung der Kristallachsen in der Multilage 14. Die zu den Farben gehörenden Kristallstrukturen mit bestimmter Lagenanzahl sowie Stapelfolge müssen über andere Messungen sowie über theoretische Rechnungen zugewiesen werden.Despite the increasingly poorer resolution of the microscope 10 As the numerical aperture decreases, the concurrent hiding of structure-characteristic colors results in Bragg reflections 26 , which carry deep-sensitive structural information, in the second structural image 30 to a locally assigned coloring of the different ordered structures, which allows a contrast-optimized spatially resolved representation of the structures and an evaluation of the structure-characteristic color information based thereon. However, initially there is no information on the locally present axis symmetry or the orientation of the crystal axes in the multilayer 14 , The color-specific crystal structures with certain number of layers and stacking order must be assigned by other measurements as well as by theoretical calculations.

Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, dass sich auch bereits beim Ausblenden von Bragg-Reflexen 26 höherer Ordnung Einfärbungen des zweiten Struktur-Abbildes 30 ergeben, die jedoch etwas blasser ausfallen als im vorliegenden Fall mit Bragg-Reflexen 26 erster Ordnung.For completeness, it should be noted that even when hiding Bragg reflections 26 higher order colorations of the second structure image 30 which, however, are somewhat paler than in the present case with Bragg reflections 26 first order.

Wenn in einer zu untersuchenden Probe 14 durch das erfindungsgemäße selektive Ausblenden von Bragg-Reflexen 26 lokal interessante Bereiche gefunden werden, können diese Bereiche dann anschließend durch optimales Einstellen der Aperturblende 20 auf herkömmliche Art und Weise mikroskopisch optimal aufgelöst näher betrachtet und analysiert werden. Damit lassen sich die Vorzüge herkömmlicher Mikroskopierverfahren mit ihrer optimalen Auflösung optimal mit den Vorzügen des vorliegenden, mikroskopischen Strukturanalyseverfahrens mit seiner kontrastoptimierten, ortsaufgelösten, genauen Darstellung und Analyse geordneter Strukturen kombinieren.If in a sample to be examined 14 by the selective hiding of Bragg reflections according to the invention 26 Locally interesting areas are found, then these areas can then by optimally adjusting the aperture 20 microscopically optimally resolved and analyzed in a conventional manner be siert. In this way, the advantages of conventional microscopy methods with their optimum resolution can be optimally combined with the advantages of the present microscopic structure analysis method with its contrast-optimized, spatially resolved, accurate representation and analysis of ordered structures.

Die erfindungsgemäßen Strukturanalysen lassen sich relativ einfach und schnell durchführen, weil die ganzen Strukturinformationen in einem Farb- und/oder Helligkeitscode stecken und nicht erst, wie ansonsten üblich, aus geometrischen Teilanordnungen bestimmt werden müssen. Das Verfahren ist universell anwendbar auf unterschiedlich aufgebaute geordnete Strukturen, die bei der jeweils verwendeten Strahlung, d.h. im vorliegenden Fall im sichtbaren Spektralbereich, Bragg-Reflexe 26 erzeugen.The structural analyzes according to the invention can be carried out relatively easily and quickly because the entire structural information is contained in a color and / or brightness code and does not have to be determined from geometric subarrays, as otherwise usual. The method is universally applicable to differently constructed ordered structures, which in the case of the respectively used radiation, ie in the present case in the visible spectral range, Bragg reflections 26 produce.

Wie oben bereits erwähnt wurde, ist die Lage der Bragg-Reflexe 26 und ihre spektrale Intensitätsverteilung ganz charakteristisch für jede geordnete Struktur mit einer dünnen Multilage. Wenn eine zu untersuchende Probe 14 unterschiedliche geordnete Strukturen umfasst, erscheinen die jeweiligen spektral aufgelösten Bragg-Reflexe 26 wegen der Abhängigkeit des Beugungswinkels von der Wellenlänge und von dem Gangunterschied der strukturcharakteristische Strahlengänge unter anderen Winkeln bezüglich des ungestreuten Primärstrahls 28. Gleiche Farben in den unterschiedlichen strukturspezifischen Bragg-Reflexen 26 haben somit einen anderen strukturcharakteristischen Abstand zum Zentrum des ersten Struktur-Abbildes 24.As mentioned above, the location of the Bragg reflections 26 and their spectral intensity distribution quite characteristic of any ordered structure with a thin multilayer. If a sample to be examined 14 includes different ordered structures, the respective spectrally resolved Bragg reflections appear 26 because of the dependence of the diffraction angle on the wavelength and on the path difference of the pattern-characteristic beam paths at other angles with respect to the unscattered primary beam 28 , Same colors in the different structure-specific Bragg reflections 26 thus have a different structural characteristic distance to the center of the first structure image 24 ,

Mittels geeigneter Ringblenden 20, die gegebenenfalls auch unterbrochen ausgebildet sein können, lassen sich nun erfindungsgemäß beispielsweise nur die spektralen Anteile der Bragg-Reflexe 26 dünner Multilagen ausblenden, in denen sich die jeweils vorliegenden Strukturen besonders stark unterscheiden. Beim Überlagern der nicht ausgeblendeten verbleibenden Strahlungskomponenten in der Bildebene des zweiten Struktur-Abbildes 30 ergeben sich dann wiederum ortsaufgelöst Bereiche oder Regionen mit einem strukturcharakteristischen Farbcode und Helligkeitswert, die erfasst und ausgewertet werden. Durch geeignete Wahl des ausgeblendeten Bragg-Reflex-Bereichs lässt sich der Farbcode- und Intensitätsunterschied zwischen den unterschiedlichen benachbarten Strukturen optimieren. Gegebenenfalls können hierbei (z.B. durch Ringblenden mit unterschiedlichen Radien oder durch unterbrochen ausgebildete Ringblenden) auch nur Bragg-Reflexe 26 einer Struktur ganz oder teilweise abgedeckt werden, so dass bei der anschließenden Überlagerung der verbleibenden Strahlungskomponenten insbesondere diese Strukturbereiche farblich markiert werden und sich besonders gut von den nicht markierten anderen Strukturbereichen unterscheiden lassen.By means of suitable ring diaphragms 20 , which may be formed interrupted if necessary, can now according to the invention, for example, only the spectral components of the Bragg reflections 26 Hide thin multilayers, in which the structures present in each case differ greatly. When superimposing the not hidden remaining radiation components in the image plane of the second structure image 30 In turn, areas or regions with a structure-characteristic color code and brightness value that are recorded and evaluated are then spatially resolved. By appropriate selection of the hidden Bragg-Reflex-range, the color code and intensity difference between the different neighboring structures can be optimized. Optionally, in this case (for example, by ring diaphragms with different radii or interrupted formed annular diaphragms) only Bragg reflexes 26 a structure are wholly or partially covered, so that in the subsequent superimposition of the remaining radiation components, in particular these structural areas are color-coded and can be distinguished particularly well from the non-marked other structural areas.

Diese erfindungsgemäße Vorgehensweise wird nachstehend anhand von 8 veranschaulicht. 8a zeigt ein erstes Struktur-Abbild oder Fourier-Bild 24 einer Probe 14, die neben einer hexagonalen ersten Kristallstruktur auch noch eine quadratische zweite Kristallstruktur umfasst. Die 6-fache Achssymmetrie der ersten Kristallstruktur verursacht – gemäß den obigen Ausführungen – sechs erste Bragg-Reflexe 26a erster Ordnung – die Bragg-Reflexe höherer Ordnung sind durch die numerische Apertur des optischen Strahlengangs wiederum vollständig ausgeblendet -, die rotationssymmetrisch bezüglich des ungestreuten Primär- oder Zentralstrahls 28 im Zentrum des Struktur-Abbildes 24 angeordnet sind. Sie sind jeweils wiederum ringförmig verbreitert und spektral aufgespalten. Die 4-fache Achssymmetrie der zweiten Kristallstruktur verursacht hingegen vier zweite Bragg-Reflexe 26b erster Ordnung, die gleichfalls rotationssymmetrisch bezüglich des ungestreuten Primärstrahl 28 angeordnet, ringförmig ausgebildet und spektral aufgespalten sind. Wegen der geänderten strukturcharakteristischen Interferenzbedingungen liegen die zweiten Bragg-Reflexe 26b jedoch näher am Zentralstrahl 28 als die ersten Bragg-Reflexe 26a der hexagonalen ersten Struktur.This inventive approach will be described below with reference to 8th illustrated. 8a shows a first structure image or Fourier image 24 a sample 14 , which in addition to a hexagonal first crystal structure also includes a square second crystal structure. The 6-fold axis symmetry of the first crystal structure causes - as explained above - six first Bragg reflections 26a first order - the Bragg reflections of higher order are in turn completely blanked out by the numerical aperture of the optical beam path - which are rotationally symmetric with respect to the unscattered primary or central beam 28 in the center of the structure image 24 are arranged. They are each in turn annular widened and spectrally split. The 4-fold axis symmetry of the second crystal structure, however, causes four second Bragg reflections 26b first order, which is also rotationally symmetric with respect to the unscattered primary beam 28 arranged, ring-shaped and spectrally split. Because of the changed structure-characteristic interference conditions, the second Bragg reflections are present 26b but closer to the central ray 28 as the first Bragg reflexes 26a the hexagonal first structure.

Die beiden unterschiedlichen Kristallstrukturen schließen aneinander an, weil ihre Bragg-Reflexe 26 in der 1 Uhr-Stellung und in der 7 Uhr-Stellung gleich ausgerichtet sind.The two different crystal structures connect with each other because of their Bragg reflections 26 are aligned in the 1 o'clock position and in the 7 o'clock position.

Mittels einer geeignet dimensionierten Ringblende 20, wie z.B. ein auf einem Glasplättchen aufgedampfter lichtundurchlässiger Metallring, können nun gemäß 8b beispielsweise der blaue Bragg-Reflex-Bereich 26a der hexagonalen ersten Struktur und der grüne Bragg-Reflex-Bereich 26b der quadratischen zweiten Struktur gleichzeitig selektiv abgedeckt oder ausgeblendet werden, so dass die beiden Strukturen in dem (nicht dargestellten) zugehörenden zweiten Struktur-Abbild der Probe 14 wiederum unterschiedliche strukturcharakteristische Farb- und Helligkeitsänderungen erfahren, die eine einfache und präzise Unterscheidung zwischen ihnen ermöglichen.By means of a suitably dimensioned ring diaphragm 20 , such as a light-impermeable metal ring deposited on a glass plate, can now be used according to 8b For example, the blue Bragg reflex area 26a the hexagonal first structure and the green Bragg reflex area 26b simultaneously be selectively masked or blanked out of the square second structure so that the two structures in the (not shown) belonging to the second structural image of the sample 14 In turn, they experience different structural color and brightness changes that allow a simple and precise distinction between them.

Auf Grund der unterschiedlichen Einfärbung bei dünnen Multilagen lassen sich damit unterschiedliche Kristallstrukturen einfach voneinander unterscheiden. Hexagonale Strukturen mit einer unterschiedlichen Lagenanzahl und/oder Stapelfolge werden sich aber auch weiter durch Farb- bzw. Intensitätsabweichungen voneinander unterscheiden. Dieser Effekt kann jedoch recht klein sein, weil nur ein Teil der Farbinformationen zur Unterscheidung herangezogen wird.On Reason of the different coloring at thin Multilayers can be used with different crystal structures just different from each other. Hexagonal structures with one different number of layers and / or stacking will be but also further by color or intensity deviations from each other differ. However, this effect can be quite small because only part of the color information used for differentiation becomes.

Für die erfindungsgemäße Analyse geordneter Strukturen durch selektives Ausblenden von Bragg-Reflexen 26 können – je nach Anwendungszweck – auch anders gestaltete Selektiv- Blenden 20 herangezogen werden, die in ihrer geometrischen Form an die jeweiligen strukturcharakteristischen Bragg-Reflexe 26 angepasst sind oder, beispielsweise durch eine variable Ausgestaltung, jeweils optimal anpassbar sind. Beispielhaft für die vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten solcher Selektiv-Blenden 20 zum erfindungsgemäßen selektiven Ausblenden von Bragg-Reflexen 26 wird nachstehend die Funktionsweise spezieller Schlitz-, Stift- und Lochblenden 20 zur Bestimmung der Achssymmetrie und der Orientierung bzw. der gegenseitigen relativen Ausrichtung der einzelnen Kristallite in einer zu untersuchenden, beispielhaften, dünnen Multilage 14 anhand der 912 näher erläutert.For the analysis according to the invention of ordered structures by selective suppression of Bragg reflections 26 can - depending on the application purpose - also differently designed Selective - shutters 20 are used in their geometric form to the respective structural characteristic Bragg reflexes 26 are adapted or, for example, by a variable embodiment, each optimally adaptable. Exemplary of the diverse design possibilities of such selective diaphragms 20 for selective masking of Bragg reflections according to the invention 26 Below is the operation of special slot, pin and pinhole 20 for determining the axis symmetry and the orientation or mutual relative orientation of the individual crystallites in an exemplary, thin multilayer to be investigated 14 based on 9 - 12 explained in more detail.

Diese Figuren zeigen jeweils ein erstes Struktur-Abbild 24 einer hexagonal geordneten Probe 14 mit spektral aufgespalteten Bragg-Reflexen 26, die rotationssymmetrisch um den Zentralstrahl 28 angeordnet sind. Es sind wiederum nur Bragg-Reflexe 26 erster Ordnung sichtbar, da die Bragg-Reflexe 26 höherer Ordnung durch die numerische Apertur des optischen Strahlengangs ausgeblendet sind.These figures each show a first structure image 24 a hexagonal ordered sample 14 with spectrally split Bragg reflections 26 , which is rotationally symmetric about the central ray 28 are arranged. Again, these are just Bragg reflexes 26 first order visible, as the Bragg reflexes 26 Higher order are hidden by the numerical aperture of the optical beam path.

Die beispielhaften Selektiv-Blenden 20 sind gegenüber dem ersten Struktur-Abbild 24 mit den Bragg-Reflexen 26 grau hervorgehoben.The exemplary selective irises 20 are opposite the first structure image 24 with the Bragg reflexes 26 highlighted in gray.

9a zeigt eine um den Zentralstrahl 28 drehbare Stiftblende 20 mit einem einzigen, sich von einem (nicht erkennbaren) äußeren Blendenring aus radial nach innen erstreckenden Stift 20c, der zwischen zwei Bragg-Reflexen 26a und 26b angeordnet ist. Der Stift 20c ist so bemessen, dass einer der Bragg-Reflexe 26 vollständig durch ihn abdeckbar ist, so wie dies in 9b für den rechten unteren Bragg-Reflex 26b beispielhaft dargestellt ist. Der Stift 20c wird hierbei durch einfaches Drehen der Stiftblende 20 in die entsprechende Winkelposition dieses Bragg-Reflexes 26b gebracht. Gegebenenfalls kann jedoch auch ein anderer der Bragg-Reflexe 26 durch entsprechendes Drehen des Stiftes 20c vollständig ausgeblendet werden. 9a shows one around the central ray 28 rotatable pen bezel 20 with a single pin extending radially inwardly from an outer bezel ring (not visible) 20c that between two Bragg reflections 26a and 26b is arranged. The pencil 20c is such that one of the Bragg reflexes 26 completely coverable by him, as in 9b for the lower right Bragg reflex 26b is shown by way of example. The pencil 20c This is done by simply turning the pen bezel 20 in the corresponding angular position of this Bragg reflex 26b brought. Optionally, however, may also be another of the Bragg reflexes 26 by turning the pin accordingly 20c completely hidden.

Alternativ hierzu kann jedoch auch die (nicht dargestellte) Probe mittels der oben genannten drehbaren Halteeinrichtung so weit um den Zentralstrahl 28 oder die optische Achse des Mikroskops 10 gedreht werden, bis der rechte untere Bragg-Reflex 26b (oder gegebenenfalls auch ein anderer Bragg-Reflex 26) vollständig (oder gegebenenfalls auch teilweise) durch den Stift 22c abgedeckt ist.Alternatively, however, the sample (not shown) may also be so far around the central jet by means of the above-mentioned rotatable holding device 28 or the optical axis of the microscope 10 be turned until the right lower Bragg reflex 26b (or possibly another Bragg reflex 26 completely (or partially) through the pen 22c is covered.

Da zum Abblenden eines Bragg-Reflexes 26 nur eine Relativdrehung zwischen dem Stift 22c und den Bragg-Reflexen 26 erforderlich ist, können gegebenenfalls jedoch auch sowohl die Probe 14 als auch die Stiftblende 20 oder der Stift 20c gleichzeitig so gedreht werden, bis der gewünschte Bragg-Reflex 26b vollständig durch den Stift 20c abgedeckt ist.As for the dimming of a Bragg reflex 26 only one relative rotation between the pin 22c and the Bragg reflexes 26 is required, but may also be both the sample 14 as well as the pen bezel 20 or the pen 20c be rotated simultaneously until the desired Bragg reflex 26b completely through the pen 20c is covered.

Bei einem mit einer speziellen optischen Dreheinrichtung versehenen Mikroskop 10 kann gegebenenfalls auch das erste Struktur-Abbild 24 mit den Bragg-Reflexen 26 optisch so weit bezüglich des Stifts 20c gedreht werden, bis der rechte untere Bragg-Reflex 26b (oder gegebenenfalls auch ein anderer Bragg-Reflex 26) vollständig abgedeckt ist. Diese optischen Dreheinrichtung kann hierbei auch eine Zoomeinrichtung zum geeigneten Vergrößern oder Verkleinern des ersten Struktur-Abbildes 24 umfassen, mit der die Größe der Bragg-Reflexe 26 an die vorgegebenen Abmessungen des Stifts 20c anpassbar ist oder angepasst wird. Hierdurch entfällt ein Wechseln des Stiftblende 20 bei einer Probe 14 mit einer anderen, strukturcharakteristischen, radialen Intensitätsverteilung oder Winkelausdehnung der Bragg-Reflexe 26, so dass die Stiftblende 20 zur Analyse unterschiedlicher Strukturen 14 nutzbar ist.In a microscope provided with a special optical rotator 10 may also be the first structure image 24 with the Bragg reflexes 26 visually as far as the pin is concerned 20c be turned until the right lower Bragg reflex 26b (or possibly another Bragg reflex 26 ) is completely covered. In this case, this optical rotation device can also be a zoom device for appropriately enlarging or reducing the first structure image 24 include, with the size of the Bragg reflexes 26 to the given dimensions of the pen 20c is customizable or customized. This eliminates a change of the pen panel 20 in a sample 14 with a different, structural characteristic, radial intensity distribution or angular extent of the Bragg reflections 26 so that the pen bezel 20 for the analysis of different structures 14 is usable.

Der Stift 20c kann jedoch gegebenenfalls auch variabel ausgebildet sein, d.h. in seiner Länge und/oder Breite veränderbar, so dass er an unterschiedliche strukturcharakteristische Bragg-Reflexe 26 anpassbar ist.The pencil 20c However, if necessary, it can also be designed to be variable, ie variable in its length and / or width, so that it is adapted to different structure-characteristic Bragg reflections 26 is customizable.

Bedeckt der Stift 20c der Stiftblende 20 den Bragg-Reflex 26b (oder einen anderen Bragg-Reflex 26) teilweise oder vollständig, wie in 9b dargestellt, wird der strukturcharakteristische Strahlungsanteil entsprechend ausgeblendet und trägt damit nicht mehr zu dem zweiten Struktur-Abbild 30 der Probe 14 bei. Das Drehen der Stiftblende 20 um den Zentralstrahl 28 und das damit verbundene, allmähliche, selektive Ausblenden des Bragg-Reflexes 26b führen im zweiten Struktur-Abbild 30 der Probe 14 daher zu charakteristischen Farb- und Intensitätsänderungen. Für ein zweites Struktur-Abbild 30 einer Multilage mit unterschiedlichen kristallinen Strukturen, d.h. mit einem Mix aus vielen Bragg-Reflexen 26, lassen sich so die Bragg-Reflexe 26 der unterschiedliche Kristallstrukturen voneinander im ersten Struktur-Abbild 24 der Probe 14 ortsaufgelöst unterscheiden und zuordnen.Cover the pen 20c the pen bezel 20 the Bragg reflex 26b (or another Bragg reflex 26 ) partially or completely, as in 9b shown, the structure-characteristic radiation component is hidden accordingly and thus no longer contributes to the second structure image 30 the sample 14 at. Turning the pen bezel 20 around the central ray 28 and the associated, gradual, selective fading out of the Bragg reflex 26b lead in the second structure image 30 the sample 14 therefore to characteristic color and intensity changes. For a second structure image 30 a multilayer with different crystalline structures, ie with a mix of many Bragg reflections 26 , so can the Bragg reflexes 26 the different crystal structures of each other in the first structure image 24 the sample 14 differentiate and assign spatially resolved.

Wenn eine an eine bestimmte Achssymmetrie angepasste Stiftblende 20 relativ zur Probe 14 um 360° gedreht wird, lassen sich Regionen mit dieser Achssymmetrie daran erkennen, dass die gleichmäßigen Farb- und Helligkeitsänderungen unter gleichen Winkeldifferenzen auftreten, wie sie von der Achssymmetrie vorgegeben werden.When a pen iris matched to a particular axis symmetry 20 relative to the sample 14 rotated by 360 °, regions with this axis symmetry can be recognized by the fact that the uniform color and brightness changes occur at the same angle differences as are specified by the axis symmetry.

Wird eine Stiftblende 20 mit nur einem Stift 20c relativ zur Probe 14 um 360° gedreht, lassen sich bei geeigneten geometrischen Abmessungen des Stiftes 20 (d.h. die Länge und die Breite des Stiftes 20 sind an Größe der jeweiligen Bragg-Reflexe 26 angepasst), die Winkelpositionen der Bragg-Reflexe 26 an den Farb- bzw. Helligkeitsänderungen der einzelnen lokalen geordneten Strukturen ablesen. Diese Positionen der Bragg-Reflexe 26 erlauben es auch, die Achssymmetrie zu bestimmen. Diese Methode ist auch erfolgreich, wenn sehr viele kleine geordnete Strukturen mit ringförmig ausgebildeten Bragg-Reflexen 26 vorliegen, den Bragg-Reflexe-Positionen in der Fokalebene zu Ringen führen und nicht mehr einzeln aufgelöst werden können.Will be a pen panel 20 with only one pen 20c relative to the sample 14 rotated by 360 °, can be at suitable geometrical dimensions of the pen 20 (ie the length and width of the pen 20 are in size of the respective Bragg reflexes 26 adjusted), the angular positions of the Bragg reflections 26 at read the color or brightness changes of the individual local ordered structures. These positions of the Bragg reflexes 26 also allow to determine the axis symmetry. This method is also successful when there are many small ordered structures with ring-shaped Bragg reflections 26 present, Bragg reflex positions in the focal plane lead to rings and can not be resolved individually.

Entsprechendes gilt auch für die Verwendung der nachstehend noch beschriebenen Schlitz- und Lochblenden 20, aber auch für jede andere selektive Ausblendung von Bragg-Reflexen 26 im ersten Struktur-Abbild 24, d.h. im Fourierraum einer zu untersuchenden Probe 14.The same applies to the use of the later described slot and pinhole 20 but also for any other selective suppression of Bragg reflections 26 in the first structure image 24 , ie in the Fourier space of a sample to be examined 14 ,

Mit zwei Stiftblenden 20, die beide unabhängig voneinander um die optische Achse des Mikroskops 10 drehbar sind, lassen sich bei einer Probe 14 mit einer parallel zu der optischen Achse liegenden Struktur-Symmetrieachse die Winkel zwischen Bragg-Reflexen 26 bestimmen, wenn die beiden Stiftblenden 20 jeweils einen Bragg-Reflex 26 abdecken und im zweiten Struktur-Abbild gleiche strukturcharakteristische Farb- und Helligkeitsänderungen bewirken. Entsprechendes lässt sich auch mit einer einzigen Stiftblende 20 erreichen, die zwei unabhängig voneinander drehbare Stifte 20c umfasst.With two pen covers 20 , both independently of each other around the optical axis of the microscope 10 are rotatable, can be with a sample 14 with an axis of symmetry parallel to the optical axis, the angles between Bragg reflections 26 determine if the two pen apertures 20 each a Bragg reflex 26 Cover and cause the same structure-characteristic color and brightness changes in the second structure image. The same can be done with a single pen aperture 20 reach the two independently rotatable pins 20c includes.

10 zeigt eine weitere beispielhafte Stiftblende 20 mit einer 6-fachen Achssymmetrie, bei der 6 Stifte 20c der 9 gezeigten Art in einem Winkel von jeweils 60° zueinander angeordnet sind. In 10a ist die Stiftblende 20 so gedreht, dass sich die Stifte 20c jeweils zwischen zwei Bragg-Reflexen 26 befinden, so dass keiner der Bragg-Reflexe 26 ausgeblendet wird und alle sichtbar sind. In der zugehörenden 10b hingegen sind die Bragg-Reflexe 26 durch jeweils einen zugeordneten Stift 20c abgedeckt, was sich wiederum durch eine einfache Relativdrehung zwischen der Stiftblende 20 mit den Stiften 20c und dem ersten Struktur-Abbild 24 mit den Bragg-Reflexen 26 erreichen lässt. 10 shows another exemplary pen aperture 20 with a 6-fold axis symmetry, at the 6 pins 20c of the 9 shown type are arranged at an angle of 60 ° to each other. In 10a is the pen bezel 20 turned so that the pins 20c each between two Bragg reflections 26 so that none of the Bragg reflexes 26 is hidden and all are visible. In the belonging 10b however, the Bragg reflexes are 26 by an associated pin 20c covered, which in turn by a simple relative rotation between the pin aperture 20 with the pins 20c and the first structure image 24 with the Bragg reflexes 26 can achieve.

Wenn die Symmetrieachse der beobachtbaren Bragg-Reflexe 26 nicht genau parallel zur optischen Achse des Mikroskops 10 verläuft, können sich beim Drehen einer Stiftblende 20 unterschiedliche Farb- und Helligkeitsänderungen ergeben, die nicht mehr unter gleichen Differenzwinkeln auftreten müssen. Gegebenenfalls können Bragg-Reflexe 26 sogar wegfallen. Diese Beobachtungen können dazu genutzt werden, um die Symmetrieachse der Bragg-Reflexe 26 durch geeignetes Verdrehen der Probe 14 parallel zur optischen Achse des Mikroskops 10 auszurichten. Für diesen Fall ergeben sich wiederum die gleichen Farb- und Intensitäts- oder Helligkeitswerte für die selektiv abgedeckten Bragg-Reflexe 26 unter gleichen Differenzwinkeln entsprechend denen der zugehörigen Achssymmetrie.If the symmetry axis of the observable Bragg reflections 26 not exactly parallel to the optical axis of the microscope 10 runs, can turn when turning a pen bezel 20 result in different color and brightness changes that no longer have to occur at the same differential angles. If necessary, Bragg reflexes 26 even fall away. These observations can be used to approximate the symmetry axis of the Bragg reflections 26 by suitable rotation of the sample 14 parallel to the optical axis of the microscope 10 align. In this case, again, the same color and intensity or brightness values result for the selectively covered Bragg reflections 26 at the same differential angles corresponding to those of the associated axis symmetry.

Schlitzblenden 20, die so gestaltet sind, dass die dunklen Zwischenräume zwischen den Bragg-Reflexen 26 des ersten Struktur-Abbildes 24 vollständig abdeckbar sind, während die Bragg-Reflexe 26 frei bleiben, erlauben ebenfalls die Ausrichtung einer geordneten Struktur 14 anhand von strukturcharakteristischen Farb- und Intensitätscodes zu bestimmen.slotted apertures 20 that are designed so that the dark spaces between the Bragg reflections 26 of the first structure image 24 are completely coverable while the Bragg reflexes 26 remain free, also allow the alignment of an ordered structure 14 based on structure-specific color and intensity codes.

11 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer drehbaren Schlitzblende 20 mit einer 6-fachen Achssymmetrie, bei der sich von einer zentralen kreisförmigen Blendenöffnung 20a aus, in welcher der ungestreute Primär- oder Zentralstahl 28 sichtbar ist, sechs Schlitze 20b radial nach außen erstrecken. Die Schlitze 20b sind in einem Winkel von jeweils 60° zueinander angeordnet und so bemessen, dass die zwischen den Bragg-Reflexen 26 gelegenen Bereiche des ersten Struktur-Abbildes 24 bei entsprechender Stellung der Schlitzblende 20 vollständig abgedeckt werden oder abdeckbar sind, während die Bragg-Reflexe 26 frei bleiben. In 11a ist die Schlitzblende 20 beispielhaft so gedreht, dass sich die sechs Schlitze 20b jeweils zwischen zwei Bragg-Reflexen 26 der hexagonalen Struktur 14 befinden. In der zugehörenden 11b hingegen liegen die Schlitze 20b gerade auf den Bragg-Reflexen 26, während der verbleibende Bildbereich vollständig abgedeckt oder ausgeblendet ist. Dies lässt sich wiederum durch eine einfache Relativdrehung zwischen der Schlitzblende 20 mit den Schlitzen 20b und dem ersten Struktur-Abbild 24 mit den Bragg-Reflexen 26 erreichen. 11 shows an embodiment of a rotatable slit 20 with a 6-axis symmetry, extending from a central circular aperture 20a in which the unscreened primary or central steel 28 visible, six slots 20b extend radially outward. The slots 20b are arranged at an angle of 60 ° to each other and so dimensioned that between the Bragg reflections 26 located areas of the first structure image 24 with appropriate position of the slit 20 be completely covered or coverable while the Bragg reflexes 26 remain free. In 11a is the slit diaphragm 20 by way of example turned so that the six slots 20b each between two Bragg reflections 26 the hexagonal structure 14 are located. In the belonging 11b however, there are the slots 20b just on the Bragg reflexes 26 while the remaining image area is completely masked or hidden. This can in turn be achieved by a simple relative rotation between the slit diaphragm 20 with the slots 20b and the first structure image 24 with the Bragg reflexes 26 to reach.

Die Schlitze 20b können gegebenenfalls auch wieder variabel ausgebildet sein, d.h. in ihrer Länge und/oder Breite veränderbar, so dass die Schlitzblende 20 an unterschiedliche strukturcharakteristische Bragg-Reflexe 26 optimal anpassbar ist.The slots 20b If appropriate, they can also be made variable again, ie variable in their length and / or width, so that the slit diaphragm 20 to different structural characteristic Bragg reflexes 26 is optimally adaptable.

12 zeigt schließlich noch eine beispielhafte Lochblende 20 mit einer 6-fachen Achssymmetrie. Die Lochblende 20 umfasst eine zentrale kreisförmige Blendenöffnung 20a, in welcher der ungestreute Primär- oder Zentralstahl 28 sichtbar ist, und sechs kleine Öffnungen 20d, die in einem Winkel von jeweils 60° zueinander angeordnet sind. Diese Öffnungen 20d sind so zu der zentralen Blendenöffnung 20a und dem Zentralstrahl 28 beabstandet und so bemessen, dass bei entsprechender Stellung der Lochblende 20 der blaue Spektralbereich der Bragg-Reflexe 26 frei bleibt, während der verbleibende Spektralbereich der Bragg-Reflexe 26 und die zwischen den Bragg-Reflexen 26 gelegenen Bereiche des ersten Struktur-Abbildes 24 vollständig abgedeckt werden oder abdeckbar sind. Dargestellt ist dies in 12b, in der die sechs Öffnungen 20d gerade so auf den Bragg-Reflexen 26 liegen, dass jeweils nur der blaue Spektralbereich frei bleibt und bei der Erzeugung des zweiten Struktur-Abbildes mitwirkt, während der restliche Spektralbereich der Bragg-Reflexe 26 und die zwischen ihnen gelegenen Bildbereiche vollständig ausgeblendet sind. In der zugeordneten 12a hingegen ist die Lochblende 20 so gedreht, dass sich die sechs Öffnungen 20d jeweils zwischen zwei Bragg-Reflexen 26 der hexagonalen Struktur befinden, so dass die Bragg-Reflexe 26 vollständig ausgeblendet sind. Dies lässt sich wiederum durch eine einfache Relativdrehung zwischen der Lochblende 20 mit den Öffnungen 20d und dem ersten Struktur-Abbild 24 mit den Bragg-Reflexen 26 erreichen. 12 finally shows an exemplary pinhole 20 with a 6-fold axis symmetry. The pinhole 20 includes a central circular aperture 20a in which the unscrewed primary or central steel 28 is visible, and six small openings 20d , which are arranged at an angle of 60 ° to each other. These openings 20d are so to the central aperture 20a and the central beam 28 spaced and dimensioned so that in the appropriate position of the pinhole 20 the blue spectral range of Bragg reflections 26 remains free while the remaining spectral range of the Bragg reflections 26 and those between the Bragg reflections 26 located areas of the first structure image 24 be completely covered or coverable. This is shown in 12b in which the six openings 20d just like that on the Bragg reflexes 26 lie that ever because only the blue spectral region remains free and participates in the generation of the second structure image, while the remaining spectral region of the Bragg reflections 26 and the image areas located between them are completely hidden. In the assigned 12a however, the pinhole is 20 turned so that the six openings 20d each between two Bragg reflections 26 the hexagonal structure are located so that the Bragg reflections 26 are completely hidden. This in turn can be achieved by a simple relative rotation between the pinhole 20 with the openings 20d and the first structure image 24 with the Bragg reflexes 26 to reach.

Durch geeignete Wahl des Abstandes zwischen der zentralen Blendenöffnung 20a mit dem ungestreuten Zentralstrahl 28 und den Öffnungen 20d lassen sich gegebenenfalls auch alle anderen Spektralbereiche der Bragg-Reflexe 26 selektiv ausblenden.By suitable choice of the distance between the central aperture 20a with the unscattered central jet 28 and the openings 20d If necessary, all other spectral ranges of the Bragg reflections can also be determined 26 selectively hide.

Gegebenenfalls können hierbei für einen Bragg-Reflex 26 auch mehrere Öffnungen 20d vorgesehen sein, die so radial zueinander beabstandet sind, dass mehrere, besonders strukturcharakteristische Spektralbereiche des Bragg-Reflexes 26, z.B. der blaue und der rote Strahlungsanteil, gleichzeitig ausblendbar sind oder ausgeblendet werden.Optionally, this can for a Bragg reflex 26 also several openings 20d be provided, which are so radially spaced from each other that several, especially structural characteristic spectral regions of the Bragg reflex 26 , eg the blue and the red radiation component, can be simultaneously faded out or faded out.

Die Öffnungen 20d können gegebenenfalls auch variabel ausgebildet sein, d.h. in ihren Abmessungen und in ihrer Position veränderbar, so dass die Lochblende 20 an unterschiedliche strukturcharakteristische Bragg-Reflexe 26 anpassbar ist.The openings 20d Optionally, they can also be designed to be variable, ie variable in their dimensions and in their position, so that the pinhole 20 to different structural characteristic Bragg reflexes 26 is customizable.

Die Formen und die Abmessungen der Stift-, Schlitz-, Loch- oder Ringblenden 20 (oder auch sonstiger geeigneter Selektiv-Blenden 20) können den jeweiligen Erfordernissen, wie z.B. der vorliegenden Achssymmetrie und die Größe und Gestaltung der Bragg-Reflexe 26, nahezu beliebig angepasst werden, um eine selektive Voll- oder Teilabdeckung der Bragg-Reflexe 26 bzw. der anderen Bereiche des ersten Struktur-Abbildes 24 zu erreichen. Beliebige geformte Blenden 20 lassen sich beispielsweise durch Aufdampfen von Metalllagen auf Glasplättchen oder ein sonstiges, geeignetes transparentes Material herstellen.The shapes and dimensions of the pin, slot, hole or ring apertures 20 (or other suitable selective irises 20 ) can meet the respective requirements, such as the present axis symmetry and the size and design of the Bragg reflections 26 , be adapted almost arbitrarily, to a selective full or partial coverage of the Bragg reflexes 26 or the other areas of the first structure image 24 to reach. Any shaped panels 20 can be prepared for example by vapor deposition of metal layers on glass slides or other suitable transparent material.

Gegebenenfalls können auch mehrere Selektiv-Blenden 20 beliebiger Art zu einer komplexeren Selektiv-Kombinationsblende miteinander kombiniert und gleichzeitig zum Ausblenden von Bragg-Reflexen 26 komplexerer Strukturen 14 eingesetzt werden.Optionally, even more selective blends 20 of any kind combined to a more complex selective combination aperture and simultaneously to hide Bragg reflections 26 more complex structures 14 be used.

Wird die Einstellung der verwendeten Selektiv-Blenden 20 belassen, und die Probe 14 in einer Richtung verschoben, lassen sich Ausrichtungskorrelationen auch zu weiter entfernt gelegenen geordneten Strukturen bestimmen.Will the setting of the used selective iris 20 leave, and the sample 14 Moved in one direction, alignment correlations can also be determined to more distant ordered structures.

Die beschriebenen Selektiv-Blenden 20 können gegebenenfalls auch mit einer (in den 912 nicht dargestellten) Zentralfeldblende zur Ausblendung des Zentralstrahls 28 kombiniert werden. Da dieser unter Umständen sehr viel heller ist als die Bragg-Reflexe 26 erster Ordnung, führt eine Zentralfeldblende beim selektiven Ausblenden von Bragg-Reflexen 26 zu wesentlich deutlicheren Farb- und Intensitätsänderungen im zweiten Struktur-Abbild 30 (das Ortsraumbild), so dass der Kontrast der Orientierungskorrelation merklich besser wird. Zusätzlich ändern sich hierbei auch die zu den unterschiedlichen geordneten Strukturen zugehörigen Farben. Die unterschiedlichen Ausrichtungen der einzelnen geordneten Bereiche in der Probe 14 lassen sich dadurch bei selektiver Abdeckung oder Ausblendung einzelner Bragg-Reflexe 26 im zweiten Struktur-Abbild 30 der Probe 14, d.h. im Ortsraumbild, einfacher voneinander unterscheiden.The selective blends described 20 may also be combined with a (in 9 - 12 not shown) central field diaphragm for the suppression of the central beam 28 be combined. Since this is possibly much brighter than the Bragg reflexes 26 first order, performs a central field stop at the selective suppression of Bragg reflections 26 to much clearer color and intensity changes in the second structure image 30 (the spatial image), so that the contrast of the orientation correlation becomes remarkably better. In addition, the colors associated with the different ordered structures also change. The different orientations of the individual ordered areas in the sample 14 This can be achieved with selective coverage or suppression of individual Bragg reflections 26 in the second structure image 30 the sample 14 , ie in the spatial view, easier to distinguish from each other.

Das erfindungsgemäße Strukturanalyseverfahren lässt sich somit insbesondere auch zur Dunkelfeldmikroskopie anwenden, bei der das ungestreute Licht durch eine Zentralblende objektseitig noch vor dem Mikroskopobjektiv 16 ausgeblendet wird.The structure analysis method according to the invention can thus also be used, in particular, for dark-field microscopy, in which the unscattered light is still present in front of the microscope objective on the object side through a central diaphragm 16 is hidden.

Wie oben bereits erwähnt wurde, lassen sich lokale Kristallstrukturen in kolloidalen Multilagen über ihre zugeordneten strukturcharakteristischen Bragg-Reflexe 26 bestimmen und durch eine erfindungsgemäße Manipulation dieser Bragg-Reflexe 26, d.h. durch ein strukturspezifisches selektives Ausblenden, auf die oben beschriebene Art und Weise genau analysieren. Die erreichbare Ortsauflösung ist hierbei durch die Größe des jeweils beleuchteten oder bestrahlten Probenbereichs bzw. durch die Anzahl der darin jeweils vorhandenen Strukturen bestimmt. Werden zwei oder mehr unterschiedlich gepackte oder geordnete Strukturen gleichzeitig beleuchtet, liegen die Bragg-Reflexe 26 der unterschiedlichen Strukturen – gemäß den obigen Ausführungen – im ersten Struktur-Abbild oder Fourierbild 24 der Probe 14 nebeneinander, wobei die Intensitäten nach dem Anteil der einzelnen Strukturen im Beleuchtungsfeld gewichtet sind. Wird die ganze Probe 14 auf einmal beleuchtet, können sich die Bragg-Reflexe der kleinen, unterschiedlich kristallin geordneten Strukturen mit unterschiedlicher Lagenanzahl und Stapelfolge im Fourierbild 24 daher unter Umständen zu einem nahezu geschlossenen Ring überlagern, der eine Analyse der vorhandenen Einzelstrukturen sehr erschwert. Werden hingegen kleinere Probenbereiche mit nur wenigen unterschiedlichen Strukturen bestrahlt, lassen sich die zugeordneten strukturcharakteristischen Bragg-Reflexe 26 einzeln auflösen und die zugeordneten Strukturen genau analysieren. Eine entsprechende selektive Untersuchung einzelner Probenbereiche ist in den folgenden Abbildungen beispielhaft dargestellt.As already mentioned above, local crystal structures in colloidal multilayers can be resolved by their associated structural characteristic Bragg reflections 26 determine and by an inventive manipulation of these Bragg reflexes 26 , that is, by a structure-specific selective fade out, analyze exactly in the manner described above. The achievable spatial resolution is determined here by the size of the respectively illuminated or irradiated sample area or by the number of structures present therein. If two or more differently packed or ordered structures are illuminated at the same time, the Bragg reflections lie 26 the different structures - according to the above - in the first structure image or Fourier image 24 the sample 14 next to each other, the intensities being weighted according to the proportion of the individual structures in the illumination field. Will the whole sample 14 Illuminated at once, the Bragg reflections of the small, differently crystalline ordered structures with different number of layers and stacking sequence in the Fourier image 24 may therefore be superimposed on an almost closed ring, which makes it very difficult to analyze the existing individual structures. If, on the other hand, smaller sample areas are irradiated with only a few different structures, the associated structural characteristic Bragg reflections can be determined 26 individually resolve and the assigned structures exactly analyze. A corresponding selective examination of individual sample areas is exemplified in the following figures.

Die 13a und 13b zeigen das zweite Struktur-Abbild oder Fourierbild 30 einer Monolage sowie einer Zweifach- und einer Dreifachlage bei vollständig geöffneter und vollständig geschlossener numerischer Apertur (13a bzw. 13b). Es sind deutliche Farb- und Intensitätsunterschiede zwischen den beiden zweiten Struktur-Abbildern 24 erkennbar, die sich durch das vollständige Ausblenden der Bragg-Reflexe 26 ergeben.The 13a and 13b show the second structure image or Fourier image 30 a monolayer and a double and a triple layer with fully opened and fully closed numerical aperture ( 13a respectively. 13b ). There are clear color and intensity differences between the two second structure images 24 Recognizable by the complete suppression of Bragg reflexes 26 result.

Die 14a14d zeigen die lokal aufgenommenen, zugehörenden ersten Struktur-Abbilder 24 mit den strukturcharakteristischen Bragg-Reflexen 26 in den unterschiedlich gefärbten Bereichen 14a14d in den 13. Die ersten Struktur-Abbilder 24 wurden unter Verwendung einer Bertrand-Linse 23 (siehe die 1c und 1d) aufgenommenen. Die einzelnen Bereiche 14a14d, die in den 13 durch weiße Kreise gekennzeichnet sind, wurden hierbei jeweils unter Verwendung einer Beleuchtungsfeld- oder Leuchtfeldblende 12f mit einem Durchmesser von 15 μm selektiv beleuchtet.The 14a - 14d show the locally recorded, belonging first structure images 24 with the structural characteristic Bragg reflexes 26 in different colored areas 14a - 14d in the 13 , The first structure images 24 were made using a Bertrand lens 23 (see the 1c and 1d ) recorded. The individual areas 14a - 14d that in the 13 are indicated by white circles, in each case using an illumination field or field diaphragm 12f selectively illuminated with a diameter of 15 μm.

14a zeigt eine typische hexagonale Anordnung von Bragg-Reflexen 26, die durch eine hexagonal geordnete Monolage in dem Probenbereich 14a hervorgerufen wird. 14a shows a typical hexagonal arrangement of Bragg reflections 26 passing through a hexagonally ordered monolayer in the sample area 14a is caused.

Das erste Struktur-Abbild 24 in 14b charakterisiert eine quadratisch geordnete Zweifachlage in dem Probenbereich 14b (Überlagerung vieler unterschiedlich ausgerichteter kristalliner Bereiche) mit um 45° gedrehten Bragg-Reflexen 26 zweiter Ordnung.The first structure image 24 in 14b characterizes a quadratic ordered double layer in the sample area 14b (Overlay many differently oriented crystalline areas) with rotated by 45 ° Bragg reflections 26 second order.

14c zeigt die typischen Bragg-Reflexe 26 einer hexagonalen Zweifachlage in dem Probenbereich 14c (dreizählige Symmetrie wegen AB Stapelung). 14c shows the typical Bragg reflexes 26 a hexagonal double layer in the sample area 14c (threefold symmetry due to AB stacking).

Das erste Struktur-Abbild 24 in 14d charakterisiert schließlich noch eine quadratisch geordnete Dreifachlage (Überlagerung unterschiedlich ausgerichteter kristalliner Bereiche) in dem Probenbereich 14d mit um 45° gedrehten Bragg-Reflexen 26 zweiter Ordnung.The first structure image 24 in 14d finally characterizes a quadratic ordered triple layer (superposition of differently oriented crystalline regions) in the sample area 14d with Bragg reflections rotated by 45 ° 26 second order.

Das radiale Intensitätsprofil der Bragg-Reflexe für die unterschiedlichen Wellenlängen ist jeweils charakteristisch für die jeweilige dünne Multilage ausgeprägt.The radial intensity profile the Bragg reflexes for the different wavelengths is characteristic of each the respective thin ones Multilage pronounced.

Die relative gegenseitige Ausrichtung der Bragg-Reflexe 26 variiert je nach Beobachtungsstelle. Alle Bragg-Reflexe 26 liegen jedoch symmetrisch zu dem sehr hellen Zentralstrahl 28 im Zentrum der 24, da die Symmetrieachse der Strukturen parallel zu optischen Achse des Mikroskops 10 ausgerichtet ist.The relative mutual orientation of the Bragg reflexes 26 varies depending on the observatory. All Bragg reflexes 26 However, they are symmetrical to the very bright central ray 28 in the center of 24 because the axis of symmetry of the structures parallel to the optical axis of the microscope 10 is aligned.

Die 15a und 15b zeigen noch einmal beispielhaft das zweite Struktur-Abbild 24 kolloidaler Dreifach- und Vierfachlagen bei vollständig geöffneter und vollständig geschlossener numerischer Apertur (15a bzw. 15b).The 15a and 15b show once more exemplarily the second structure-image 24 colloidal triplicate and quadruple plies with fully opened and fully closed numerical aperture ( 15a respectively. 15b ).

Die 16a16f zeigen die unter Verwendung einer Bertrand-Linse 23 aufgenommenen zugehörenden ersten Struktur-Abbilder 24 an den durch weiße Kreise markierten, unterschiedlich eingefärbten Bereichen 16a16f in den 15 mit den jeweiligen strukturcharakteristischen Bragg-Reflexen 26. Die einzelnen Bereiche 16a16f wurden hierbei ebenfalls unter Verwendung einer Beleuchtungsfeld- oder Leuchtfeldblende 12f mit einem Durchmesser von 15 μm selektiv beleuchtet.The 16a - 16f show those using a Bertrand lens 23 recorded belonging first structure images 24 at the marked by white circles, different colored areas 16a - 16f in the 15 with the respective structural characteristic Bragg reflections 26 , The individual areas 16a - 16f were also using a Beleuchtungsfeld- or field stop 12f selectively illuminated with a diameter of 15 μm.

Die beiden Bereiche 16a und 16b in 15 betreffen hexagonale Dreifachlagen mit unterschiedlicher Stapelabfolge. Die zugehörenden ersten Struktur-Abbilder 24 in den 16a und 16b zeigen daher eine hexagonale Anordnung von Bragg-Reflexen 26, die jeweils einen Winkel von 60° zueinander einschließen.The two areas 16a and 16b in 15 refer to hexagonal triple layers with different stacking sequence. The associated first structure images 24 in the 16a and 16b therefore show a hexagonal arrangement of Bragg reflections 26 , each enclosing an angle of 60 ° to each other.

Das erste Struktur-Abbild 24 in 16c charakterisiert eine quadratisch geordnete Vierfachlage in dem Probenbereich 16c in den 15 mit um 45° gedrehten Bragg-Reflexen 26 zweiter Ordnung.The first structure image 24 in 16c characterizes a quadratic quadruple layer in the sample area 16c in the 15 with Bragg reflections rotated by 45 ° 26 second order.

Die ersten Struktur-Abbilder in den 16d16f repräsentieren hexagonale Vierfachlagen in den Probenbereichen 16d16f mit unterschiedlicher Stapelabfolge.The first structure images in the 16d - 16f represent hexagonal quads in the sample areas 16d - 16f with different stacking sequence.

Das radiale Intensitätsprofil der Bragg-Reflexe 26 für die unterschiedlichen Wellenlängen ist jeweils charakteristisch für die jeweilige dünne Multilage ausgeprägt.The radial intensity profile of the Bragg reflections 26 for the different wavelengths is characterized in each case characteristic of the respective thin multilayer.

Die 17a17d zeigen das zweite Struktur-Abbild 30 einer hexagonal geordneten Dreifachlage mit hellen und dunklen Regionen oder Bereichen der beiden unterschiedlichen Stapelfolgen ABC und ABA. Die Bezugszeichen 30 und 32 beziehen sich auf Bereiche, die bei Verwendung einer Irisblende, deren Durchmesser der zentralen kreisförmigen Öffnung 20a einer Schlitzblende 20 gemäß 2a entspricht, zu den dunklen Bereichen der Dreifachlage gehören.The 17a - 17d show the second structure image 30 a hexagonally ordered triple layer with light and dark regions or areas of the two different stacking sequences ABC and ABA. The reference numerals 30 and 32 refer to areas when using an iris whose diameter is the central circular opening 20a a slit diaphragm 20 according to 2a corresponds to the dark areas of the triple layer.

Von der 0°-Stellung der Schlitzblende 20 in 17a ausgehend wurde die Schlitzblende 20 in 17b zunächst um 60° gedreht. Die zweiten Struktur-Abbild 30 in den 17a und 17b sind in beiden Stellungen der Schlitzblende 20 nahezu identisch ausgeleuchtet. Der Bereich 30 ist aufgehellt, während der Bereich 32 eine typische dunkle Färbung aufweist.From the 0 ° position of the slit diaphragm 20 in 17a starting from the slit 20 in 17b initially rotated by 60 °. The second structure image 30 in the 17a and 17b are in both positions of the slit 20 nearly identically illuminated. The area 30 is lightened while the area 32 has a typical dark color.

Bei einer 30°-Drehung der Schlitzblende 20, gezeigt in 17c, sind die beiden Bereiche 30 und 32 dunkel, wohingegen die Region 32 bei einer 90°-Drehung der Schlitzblende 20 gemäß 17d heller als die Region 30 erscheint. Bei der 90°-Drehung werden nur die Bragg-Reflexe 26 des helleren Bereich 32 durchgelassen, nicht aber die des dunkleren Bereichs 30. Wegen einer Einstellgenauigkeit der Schlitzblende 20 von etwa 1° zeigen die Abweichungen zwischen den beiden 17c und 17d, wie sensitiv sich mit der vorliegenden beispielhaften Schlitzblende 20 Orientierungskorrelationen ermitteln lassen.At a 30 ° rotation of the slit diaphragm 20 , shown in 17c , are the two areas 30 and 32 dark, whereas the region 32 at a 90 ° rotation of the slit 20 according to 17d brighter than the region 30 appears. At the 90 ° turn only the Bragg reflexes 26 the lighter area 32 let through, but not the darker area 30 , Because of a setting accuracy of the slit 20 of about 1 ° show the deviations between the two 17c and 17d how sensitive with the present exemplary slit 20 Determine orientation correlations.

Ein erfindungsgemäßes selektives Ausblenden der Bragg-Reflexe 26 lässt sich auch erreichen, wenn das erste Struktur-Abbild 24 nicht rotationssymmetrisch bezüglich des ungestreuten Zentralstrahls 28 ist, so wie dies in 18a beispielhaft dargestellt ist. Das teilweise Ausblenden kann dann beispielsweise bereits durch Verwendung einer kreisförmigen Irisblende gemäß den 18a und 18b in der Ebene des ersten Struktur-Abbildes 24 erreicht werden. Gegebenenfalls kann an dieser Stelle jedoch auch eine anders gestaltete Blendenöffnung, wie z.B. eine ellipsenförmige Blendenöffnung, verwendet werden. Durch ein Drehen des asymmetrischen ersten Struktur-Abbildes 24 um den Zentralstrahl 28 gemäß 18b werden die ursprünglich sichtbaren Bragg-Reflexe 26 teilweise ausgeblendet und vorher unsichtbare Bragg-Reflexe 26 können hinzu kommen. Hierdurch ergeben sich im zweiten Struktur-Abbild 30 richtungsabhängige Farb- und/oder Helligkeitsänderungen, die erfasst und ausgewertet werden. Das Drehen um den Zentralstrahl 28 bzw. um die Symmetrieachse der zu untersuchenden geordneten Struktur kann beispielsweise durch Drehen der Halteeinrichtung für die Probe 14 erreicht werden. Alternativ hierzu kann jedoch gegebenenfalls auch die gesamte Abbildungseinrichtung 16, 18 um die Probe 14 gedreht werden.An inventive selective hiding the Bragg reflections 26 can also be achieved when the first structure image 24 not rotationally symmetric with respect to the unscattered central ray 28 is, as in 18a is shown by way of example. For example, the partial blanking can already be achieved by using a circular iris diaphragm according to FIGS 18a and 18b in the plane of the first structure image 24 be achieved. Optionally, at this point, however, a differently shaped aperture, such as an elliptical aperture, are used. By turning the asymmetric first structure image 24 around the central ray 28 according to 18b become the originally visible Bragg reflexes 26 partially hidden and previously invisible Bragg reflexes 26 can be added. This results in the second structure image 30 Directional color and / or brightness changes that are detected and evaluated. The turning around the central jet 28 or about the symmetry axis of the ordered structure to be examined, for example, by rotating the holding device for the sample 14 be achieved. Alternatively, however, if necessary, the entire imaging device 16 , 18 around the sample 14 to be turned around.

Der Strahlengang kann auch mittels einer geeigneten optischen Einrichtung so umgelenkt werden, dass ein asymmetrisches erstes Struktur-Abbild 24 entsteht, das dann durch Drehen der optischen Einrichtung auf die erfindungsgemäße Art und Weise richtungsabhängig manipuliert oder verändert wird. Geeignet hierfür sind beispielsweise optische Einrichtungen oder Systeme, die Prismen- oder Spiegelsysteme umfassen.The beam path can also be deflected by means of a suitable optical device such that an asymmetrical first structure image 24 arises, which is then manipulated or changed directionally by rotating the optical device in the manner according to the invention. Suitable for this purpose are, for example, optical devices or systems comprising prism or mirror systems.

Ein asymmetrisches erstes Struktur-Abbild 24 kann auch durch ein schräges Beleuchten oder Bestrahlen der Probe 14 mittels einer geeignet positionierten Beleuchtungs- oder Bestrahlungseinrichtung 12 erzeugt werden. Für eine richtungsabhängige Änderung der Farb- und/oder Helligkeitswerte des zweiten Struktur-Abbildes 30 muss in diesem Fall die Beleuchtungseinrichtung 12 um die Probe 14 gedreht werden. Alternativ hierzu kann jedoch wiederum auch die Probe 14 um die Symmetrieachse der zu untersuchenden geordneten Struktur gedreht werden.An asymmetric first structure image 24 can also be by oblique illumination or irradiation of the sample 14 by means of a suitably positioned illumination or irradiation device 12 be generated. For a direction-dependent change of the color and / or brightness values of the second structure image 30 must in this case the lighting device 12 around the sample 14 to be turned around. Alternatively, however, again the sample 14 be rotated about the symmetry axis of the ordered structure to be examined.

Die unterschiedlichen Möglichkeiten zur Erzeugung und erfindungsgemäßen Manipulation eines asymmetrischen ersten Struktur-Abbildes 14 lassen sich auch beliebig untereinander kombinieren. Denkbar ist z.B. auch eine Kombination einer parallel zur Symmetrieachse der Probe 14 erfolgenden Probenbeleuchtung mit einer oder mehreren schräg erfolgenden Beleuchtungen. Hiermit lässt sich einerseits eine gute Auflösung der Oberflächenstruktur und andererseits eine gleichzeitige Einfärbung speziell ausgerichteter Bereiche erreichen.The different possibilities for generating and manipulating an asymmetric first structure image according to the invention 14 can also be combined with each other. It is also conceivable, for example, a combination of a parallel to the symmetry axis of the sample 14 sample illumination with one or more oblique illuminations. On the one hand, this enables good resolution of the surface structure and, on the other hand, simultaneous coloring of specially aligned areas.

Zur besseren Bestimmung der Richtungskorrelation kann z. B. zusätzlich auch noch eine Stiftblende der oben gezeigten Art eingesetzt werden.to better determination of the directional correlation can z. B. in addition also still a pen panel of the type shown above are used.

Das erfindungsgemäße Strukturanalyseverfahren ist insbesondere zur schnellen und tiefensensitiven Strukturanalyse von selbstorganisierten geordneten kolloidalen Mono- und Multilagen geeignet, die in Zukunft für Speichermedien oder Bedampfungsmasken eine bedeutende Rolle spielen werden.The Inventive structural analysis method is in particular for fast and deep-sensitive structural analysis self-assembled ordered colloidal monolayers and multilayers suitable for the future Storage media or vapor masks play a significant role become.

In Systemen, die sich selbstorganisiert als gleichmäßig geordnete Strukturen auf Oberflächen abscheiden, kann die Erhaltung der Ausrichtung weit entfernter einzelner Elementarzellen gegeneinander überprüft werden. Dazu kann die Probe 14 in verschiedene Richtungen beliebig verschoben werden, solange keine relative Drehung der Probe 14 bzgl. der richtungsabhängigen Selektiv-Blende 20 erfolgt.In systems that self-organize as uniformly ordered structures on surfaces, the conservation of the orientation of distant individual unit cells can be checked against each other. This may be the sample 14 be moved freely in different directions, as long as no relative rotation of the sample 14 with regard to the direction-dependent selective iris 20 he follows.

Wie oben bereits erwähnt wurde, hängt die Position der Bragg-Reflexe 26 maßgeblich von den charakteristischen Abständen der geordneten Strukturen ab. Daher lassen sich auch in solchen Systemen die sich ergebenden geordneten Strukturen anhand charakteristischer Farb- und Intensitätscodes im zweiten Struktur-Abbild beobachten, in denen kleine Kolloidteilchen für sich genommen in einem Mikroskop nicht mehr auflösbar sind, sich jedoch durch abstoßende Kräfte auf größeren Abständen halten.As mentioned above, the position of the Bragg reflections depends 26 significantly dependent on the characteristic distances of the ordered structures. Therefore, even in such systems, the resulting ordered structures can be observed using characteristic color and intensity codes in the second structure image in which small colloidal particles per se are no longer resolvable in a microscope but are held at longer distances by repulsive forces.

Damit lassen sich mit einer einfachen und schnellen Methode große Bereiche von dünnen Multilagen ortsaufgelöst im vergrößerten zweiten Struktur-Abbild 30 oder Ortsraumbild der Probe 14 allein anhand von lokal aufgelösten, orientierungssensitiven, charakteristischen Farb- und Intensitätscodes nach der Kristallstruktur, der Lagenanzahl und Stapelfolge, der Achssymmetrien sowie der absoluten und relativen gegenseitigen Ausrichtungen der einzelnen kristallinen Strukturen ortsaufgelöst analysieren und gegenseitig auch über den jeweiligen Bildbereich oder Bildausschnitt hinaus in Beziehung setzen.Thus, with a simple and fast method, large areas of thin multilayers can be spatially resolved in the enlarged second structure image 30 or spatial image of the sample 14 based solely on locally resolved, orientation-sensitive, characteristic color and intensity codes according to the crystal structure, the number of layers and stacking order, the axis symmetries and the absolute and spatially resolved analyze the relative mutual orientations of the individual crystalline structures and relate each other beyond the respective image area or image detail.

Mit dicken Multilagen, die keine spektrale Aufspaltung der Bragg-Reflexe 26 mehr zeigen, können die Lagenanzahl bzw. die Stapelabfolge der Lagen nicht mehr bestimmt werden. Durch das selektive Abdecken der Bragg-Reflexe 26 lassen sich aber weiterhin Achsensymmetrien sowie die absoluten und relativen gegenseitigen Ausrichtungen der einzelnen kristallinen Strukturen ortsaufgelöst analysieren.With thick multilayers, no spectral splitting of the Bragg reflections 26 show more, the number of layers or the stacking sequence of the layers can no longer be determined. By selectively covering the Bragg reflections 26 However, it is still possible to analyze axial symmetry as well as the absolute and relative mutual orientations of the individual crystalline structures in a spatially resolved manner.

Es lassen sich Farbcodes unterschiedlich geordneter Strukturen so einstellen, dass sich diese Regionen optimal voneinander abheben. Außerdem können lokal aufgelöste Ausrichtungskorrelationen auch innerhalb eines geordneten Bereichs beobachtet werden. Zusätzlich lassen sich auch die Positionen der Bragg-Reflexe 26 und daraus die Achssymmetrien der geordneten Strukturen ortsaufgelöst ermitteln.Color codes of differently ordered structures can be set so that these regions stand out optimally. In addition, locally resolved alignment correlations can also be observed within an ordered region. In addition, the positions of the Bragg reflections can also be determined 26 and determine the axis symmetries of the ordered structures spatially resolved.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand lichtmikroskopischer Strukturuntersuchungen bei kolloidalen Multilagen beispielhaft dargestellt. Es sei jedoch noch einmal darauf hingewiesen, dass das beschriebene Strukturanalyseverfahren auch für andere geordnete Strukturen anwendbar ist, die bei geeigneter Bestrahlung Bragg-Reflexe 26 zeigen. In Abhängigkeit von den zu untersuchenden Strukturen kann hierbei auch elektromagnetische Strahlung eines anderen geeigneten Frequenz- oder Wellenlängenbereichs verwendet werden. Neben elektromagnetischer Strahlung können zudem auch noch andere Strahlungsarten, wie z.B. Teilchenstrahlen oder De-Broglie-Wellen mit einer zur Auflösung oder Darstellung der jeweiligen Struktur geeigneten De-Broglie-Wellenlänge eingesetzt werden. Die Abbildungseinrichtungen oder Abbildungssysteme zur Erzeugung des ersten und zweiten Struktur-Abbildes 24 bzw. 30 können hierbei, je nach Strahlungsart und Wellenlänge, für den jeweiligen Anwendungszweck geeignet gewählt werden.The present invention has been exemplified above by light microscopic structural studies of colloidal multilayers. However, it should be pointed out once again that the structural analysis method described is also applicable to other ordered structures which, with suitable irradiation, Bragg reflections 26 demonstrate. Depending on the structures to be examined, it is also possible here to use electromagnetic radiation of another suitable frequency or wavelength range. In addition to electromagnetic radiation, it is also possible to use other types of radiation, such as particle beams or de Broglie waves with a de Broglie wavelength suitable for the resolution or representation of the respective structure. The imaging devices or imaging systems for generating the first and second structural images 24 respectively. 30 In this case, depending on the type of radiation and wavelength, suitable for the particular application.

Claims (22)

Strukturanalyseverfahren für geordnete Strukturen (14) mit folgenden Verfahrensschritten: – Erzeugung eines ersten Struktur-Abbildes (24) mit Bragg-Reflexen (26) durch geeignetes Bestrahlen der Strukturen (14); – Erzeugung eines zweiten Struktur-Abbildes (30) aus dem ersten Struktur-Abbild (24) unter teilweiser Ausblendung der Bragg-Reflexe (26); und – Auswertung ausblendungsspezifischer Farb- und/oder Intensitätsverläufe in dem zweiten Struktur-Abbild (30), – wobei – Bragg-Reflexe (26) durch Drehen der Strukturen (14) bezüglich einer geeigneten Selektiv-Blendeneinrichtung (20) und/oder durch Drehen der Selektiv-Blendeneinrichtung (20) beim Abbilden teilweise oder vollständig ausgeblendet werden – oder wobei – Bragg-Reflexe (26) durch geeignete Wahl des Durchmessers der Selektiv-Blendeneinrichtung (20) beim Abbilden frequenzselektiv teilweise abgeblendet werden.Structural analysis procedure for ordered structures ( 14 ) with the following process steps: - Generation of a first structure image ( 24 ) with Bragg reflections ( 26 ) by suitably irradiating the structures ( 14 ); Generation of a second structure image ( 30 ) from the first structure image ( 24 ) with partial suppression of the Bragg reflexes ( 26 ); and evaluation of skip-specific color and / or intensity gradients in the second structure image ( 30 ), - where - Bragg reflexes ( 26 ) by rotating the structures ( 14 ) with regard to a suitable selective diaphragm device ( 20 ) and / or by turning the selective iris device ( 20 ) are partially or completely faded out during imaging - or where - Bragg reflexes ( 26 ) by suitable choice of the diameter of the selective iris device ( 20 ) are partially dimmed during imaging frequency selective. Strukturanalyseverfahren nach Anspruch 1, wobei die Strukturen (14) so ausgerichtet werden, dass eine symmetrische Anordnung von Bragg-Reflexen (26) entsteht.Structural analysis method according to claim 1, wherein the structures ( 14 ) are aligned so that a symmetrical arrangement of Bragg reflections ( 26 ) arises. Strukturanalyseverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zusätzlich der ungebeugte und ungestreute Strahlungsanteil (28) ausgeblendet wird.Structural analysis method according to claim 1 or 2, wherein additionally the undiffracted and unscattered radiation component ( 28 ) disappears. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei zum Bestrahlen elektromagnetische Strahlung eines bestimmten Frequenzbereichs verwendet wird.A structural analysis method according to any one of claims 1-3, wherein used for irradiating electromagnetic radiation of a certain frequency range becomes. Strukturanalyseverfahren nach Anspruch 4, wobei zum Bestrahlen sichtbares Licht oder ein kontinuierliches Röntgenspektrum verwendet wird.A structural analysis method according to claim 4, wherein Irradiate visible light or a continuous X-ray spectrum is used. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei zum Bestrahlen eine monoenergetische oder quasi-monoenergetische Strahlung verwendet wird.A structural analysis method according to any one of claims 1-3, wherein for irradiation a monoenergetic or quasi-monoenergetic Radiation is used. Strukturanalyseverfahren nach Anspruch 6, wobei mehrere mit unterschiedlichen Strahlungsenergien erzeugte zweite Struktur-Abbilder (30) überlagert oder miteinander kombiniert werden.A structural analysis method according to claim 6, wherein a plurality of second structural images generated with different radiant energies ( 30 ) are superimposed or combined with each other. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–7, wobei orts- oder richtungsabhängig mehrere zweite Struktur-Abbilder (30) erzeugt und miteinander kombiniert werden.Structural analysis method according to one of claims 1-7, wherein location-dependent or direction-dependent multiple second structure images ( 30 ) are generated and combined with each other. Strukturanalyseverfahren nach Anspruch 8, wobei mit unterschiedlichen Strahlungsarten zweite Struktur-Abbilder (30) erzeugt und miteinander kombiniert werden.Structural analysis method according to claim 8, wherein with different types of radiation second structural images ( 30 ) are generated and combined with each other. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–9, wobei zur Erzeugung des ersten Struktur-Abbildes (24) eine Objektiveinrichtung (16) eines Mikroskops (10) verwendet wird.Structural analysis method according to one of claims 1-9, wherein for generating the first structure image ( 24 ) an objective device ( 16 ) of a microscope ( 10 ) is used. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–10, wobei zur Erzeugung des zweiten Struktur-Abbildes (30) eine Projektionseinrichtung oder ein Okular (18) verwendet wird.Structural analysis method according to any one of claims 1-10, wherein for generating the second structural image ( 30 ) a projection device or an eyepiece ( 18 ) is used. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–11, wobei die Farb- und/oder Intensitätsverläufe in dem zweiten Struktur-Abbild (30) mittels einer geeigneten zweiten strahlungssensitiven Detektor- oder Sensoreinrichtung erfasst und elektronisch ausgewertet werden.Structural analysis method according to one of claims 1-11, wherein the color and / or intensity curves in the second structure image ( 30 ) are detected by means of a suitable second radiation-sensitive detector or sensor device and evaluated electronically. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–10, wobei das erste Struktur-Abbild (24) mittels einer geeigneten ersten strahlungssensitiven Detektor- oder Sensoreinrichtung erfasst und digitalisiert wird; und das zweite Struktur-Abbild (30) mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung erzeugt und ausgewertet wird.Structural analysis method according to any one of claims 1-10, wherein the first structural image ( 24 ) is detected and digitized by means of a suitable first radiation-sensitive detector or sensor device; and the second structure image ( 30 ) is generated and evaluated by means of a data processing device. Strukturanalyseverfahren nach Anspruch 13, wobei das zweite Struktur-Abbild (30) visuell dargestellt wird.The structural analysis method of claim 13, wherein said second structural image ( 30 ) is displayed visually. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–14, wobei die Farb- und/oder Intensitätsverläufe in dem zweiten Struktur-Abbild (30) durch Verwendung einer geeigneten Filtereinrichtung optimiert werden.Structural analysis method according to one of claims 1-14, wherein the color and / or intensity curves in the second structure image ( 30 ) can be optimized by using a suitable filter device. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–15, wobei als Selektiv-Blendeneinrichtung (20) zumindest eine Löcher-, Ring-, Schlitz- oder Stiftblende verwendet wird.Structural analysis method according to any one of claims 1-15, wherein as a selective iris device ( 20 ) at least one hole, ring, slot or pin aperture is used. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–16, wobei die Selektiv-Blendeneinrichtung (20) in der Ebene des ersten Struktur-Abbildes (24) angeordnet wird.Structural analysis method according to any one of claims 1-16, wherein the selective iris device ( 20 ) in the plane of the first structure image ( 24 ) is arranged. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–17, wobei das erste Struktur-Abbild (24) durch geeignetes Vergrößern oder Verkleinern an die Abmessungen der Selektiv-Blendeneinrichtung (20) angepasst wird.Structural analysis method according to any one of claims 1-17, wherein the first structural image ( 24 ) by suitably increasing or decreasing the dimensions of the selective iris device ( 20 ) is adjusted. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–18, wobei zur Auswertung sowohl eine Ortsraum- als auch eine Fourierraumabbildung herangezogen wird.A structural analysis method according to any one of claims 1-18, wherein for evaluation both a spatial and a Fourierraumabbildung is used. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–19, wobei die zu analysierenden Strukturen (14) unterschiedliche Teilstrukturen umfassen.Structural analysis method according to any one of claims 1-19, wherein the structures to be analyzed ( 14 ) comprise different substructures. Strukturanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1–20, wobei die Achssymmetrie der Strukturen (14), die Ausrichtung einzelner Elementarzellen und deren Ortskorrelation sowie die Art und die Anzahl der Strukturen (14) bestimmt werden.Structural analysis method according to any one of claims 1-20, wherein the axis symmetry of the structures ( 14 ), the orientation of individual unit cells and their location correlation as well as the type and number of structures ( 14 ). Verwendung eines Strukturanalyseverfahrens nach einem der Ansprüche 1–21 zur Qualitätsüberprüfung bei der Herstellung geordneter Mono- und Multilagen von Kolloiden, insbesondere zwei- oder dreidimensionale optische Gitter und Datenspeicher.Use of a structural analysis method according to one of the claims 1-21 to Quality check at the preparation of ordered monolayers and multilayers of colloids, in particular two- or three-dimensional optical grids and data storage.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2616716A1 (en) * 1976-04-15 1977-11-03 Philips Patentverwaltung Image fault detection system - uses optical filter in plane of spatial frequency diffraction spectrum blocking correct spectrum
DE2539503B2 (en) * 1974-09-09 1980-01-31 Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa (Japan) Method and device for locating imperfections of a non-rectangular shape in a photolithography stencil with a rectangular pattern
EP0069263A1 (en) * 1981-07-07 1983-01-12 Firma Carl Zeiss Device for alternately realizing the microscopic observation in phase contrast or in relief
DE3926199A1 (en) * 1989-08-08 1991-02-14 Siemens Ag Fault detector for complex, relatively regular structures - uses shutter in Fourier plane of beam path of light microscope
DE4236803A1 (en) * 1992-10-30 1994-05-05 Leica Mikroskopie & Syst Method and device for contrasting objects to be examined microscopically

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60708B2 (en) * 1979-11-07 1985-01-09 株式会社東芝 Defect inspection equipment
US5719405A (en) * 1992-09-01 1998-02-17 Nikon Corporation Particle inspecting apparatus and method using fourier transform

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2539503B2 (en) * 1974-09-09 1980-01-31 Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa (Japan) Method and device for locating imperfections of a non-rectangular shape in a photolithography stencil with a rectangular pattern
DE2616716A1 (en) * 1976-04-15 1977-11-03 Philips Patentverwaltung Image fault detection system - uses optical filter in plane of spatial frequency diffraction spectrum blocking correct spectrum
EP0069263A1 (en) * 1981-07-07 1983-01-12 Firma Carl Zeiss Device for alternately realizing the microscopic observation in phase contrast or in relief
DE3926199A1 (en) * 1989-08-08 1991-02-14 Siemens Ag Fault detector for complex, relatively regular structures - uses shutter in Fourier plane of beam path of light microscope
DE4236803A1 (en) * 1992-10-30 1994-05-05 Leica Mikroskopie & Syst Method and device for contrasting objects to be examined microscopically

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dissertation Ralf Biehl, Universität Mainz 2001, S. 63-76 *

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