DE1165780B

DE1165780B - Elektronenmikroskop mit einem insbesondere nicht symmetrisch zur Strahlachse abgestuetzten Praeparatverstelltisch

Info

Publication number: DE1165780B
Application number: DES72748A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl-Heinz Herrmann; Dipl-Math Wolfram Loebe; Felix Wilke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-02-28
Filing date: 1961-02-28
Publication date: 1964-03-19
Also published as: NL273485A; US3244877A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES MftWl· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H Ol j

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 21 g - 37/10

S 72748 VIII c/21 j
28. Februar 1961
19. März 1964

Die Erfindung betrifft ein Elektronenmikroskop mit einem insbesondere nicht symmetrisch zur Strahlachse abgestützten Präparatverstelltisch, der aus dem eigentlichen Tisch und einem in diesem angeordneten, die Objektpatrone aufnehmenden Aufnahmekonus besteht. Der Tisch ist mittels zwei zueinander senkrecht wirkenden, im Mikroskopgehäuse angeordneten Antrieben verstellbar.

Insbesondere bei Elektronenmikroskopen, bei denen Mittel zur Objektheizung vorgesehen sind, aber auch bei normalen Objektpatronen machen sich, bei normalen Objektpatronen infolge der durch den Elektronenstrahl verursachten Erwärmung des eigentlichen Tisches durch Wärmeleitung, die durch die Wärmedehnung des eigentlichen Tisches hervorgerufenen unerwünschten Objektbewegungen störend bemerkbar. Diese Objektbewegungen hören erst dann auf, wenn sich zwischen Patrone, Tisch und Mikroskop ein Wärmegleichgewicht eingestellt hat. Die Einstellung eines Wärmegleichgewichts wird in erster Linie durch den schlechten Wärmekontakt zwischen Tisch und Mikroskop bei den bekannten Konstruktionen verzögert.

Umgekehrt zeigen die mit bekannten Präparatverstelltischen ausgerüsteten Elektronenmikroskope die geschilderten Nachteile auch dann, wenn sie mit Mitteln zur Objektkühlung ausgerüstet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektronenmikroskop mit einem Präparatverstelltisch der beschriebenen Art zu schaffen, bei dem rasch ein Wärmegleichgewicht zwischen Patrone, eigentlichem Tisch und Mikroskop erreicht und damit die Dauer und die Größe der Objektbewegungen verringert werden. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine die Verstellbarkeit des Präparatverstelltisches zulassende, flexible, metallene, wärmeleitende Verbindung zwischen dem Präparatverstelltisch, vorzugsweise dem Aufnahmekonus, und dem Mikroskop vorgesehen. Eine bevorzugtee Ausführungsform der Verbindung besteht aus die Wärme gut leitenden Blattfedern, die zwecks Erzielung eines guten Wärmekontaktes gefiedert ausgeführt sind.

Es ist bereits ein Objektträger bekanntgeworden, der zwecks Tiefkühlung des Objektes durch die Vakuumwand eines Elektronen- oder Ionenmikroskops wärmeisoliert hindurchgeführt ist und mit einem außerhalb des Vakuumraumes des Gerätes angeordneten Kühlmittel in Verbindung steht. Im Gegensatz zu der beschriebenen Einrichtung dient diese Konstruktion zur Kühlung des Objektes, nicht aber zur raschen Erzielung eines Wärmegleichgewichtes zwischen einem Präparatverstelltisch und dem Elektronenmikroskop mit einem insbesondere
nicht symmetrisch zur Strahlachse abgestützten
Präparatverstelltisch

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
ίο Berlin und München,

München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:
Dr. Karl-Heinz Herrmann,
Dipl.-Math. Wolfram Loebe,
Felix Wilke, Berlin

Mikroskop zwecks Vermeidung unerwünschter Objektbewegungen. Darüber hinaus wird bei der beschriebenen Einrichtung das Wärmegleichgewicht durch eine wärmeleitende Verbindung zwischen dem Präparatverstelltisch und dem Mikroskop erzielt, während ein Wärmekontakt zwischen dem bekannten Objektträger und dem Mikroskop gerade vermieden ist.

Zur Untersuchung der Wirkung der wärmeleitenden Verbindung kann der Aufnahmekonus wärmeisoliert in dem eigentlichen Tisch angeordnet sein.

Durch die wärmeisolierte Anordnung des die Objektpatrone und damit die Wärmequelle aufnehmenden Aufnahmekonus wird erreicht, daß die Wärmeleitung zum eigentlichen Tisch und damit dessen Temperaturerhöhung, die infolge Wärmeausdehnung Anlaß zur Objektbewegung gibt, möglichst klein gehalten wird. Da sich der Präparatverstelltisch im Vakuumraum des Elektronenmikroskops befindet, ist die Wärmeisolation zwischen Aufnahmekonus und eigentlichem Tisch dann am besten, wenn die beiden Teile mögliehst wenig direkt oder indirekt über andere Teile miteinander in Verbindung stehen. Um diesen Idealfall bestmöglich nachzubilden, ist bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Aufnahmekonus mittels Schrauben in dem eigentlichen Tisch wärmeisoliert aufgehängt. Bestehen die hierzu verwendeten Schrauben aus einem wärmeisolierenden Material, so steht der Aufnahmekonus mit dem eigentlichen Tisch

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praktisch in keinerlei wärmeleitender Verbindung. Die Schrauben können so angeordnet sein, daß sie eine Höheneinstellung des Aufnahmekonus vorzunehmen gestatten, indem durch ihre Betätigung der Aufnahmekonus und damit die Objektpatrone in Richtung der Strahlachse relativ zum eigentlichen Tisch bewegt werden kann.

Um die Zentrierung des in der beschriebenen Weise mittels Schrauben wärmeisoliert in dem eigentlichen Tisch aufgehängten Aufnahmekonus zu erleichtern, können ring-, leisten- oder punktförmige Stege, die von der dem jeweils anderen Teil zugekehrten Fläche von Aufnahmekonus und/oder eigentlichem Tisch getragen werden, vorgesehen sein. Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Variante des Elektronenmikroskops sieht Stege aus wärmeisolierendem Material vor, so daß auch über die Zentrierorgane praktisch keine Wärmeleitung erfolgen kann.

Verständlicherweise kann die Wirkung der beschriebenen Maßnahmen zur Vermeidung einer Temperaturerhöhung des eigentlichen Objekttisches, die sich insbesondere bei nicht symmetrisch zur Strahlachse abgestütztem Präparatverstelltisch als störende Objektbewegung bemerkbar macht, dadurch unterstützt werden, daß auch die vom Aufnahmekonus aufgenommene Objektpatrone gegen den Aufnahmekonus wärmeisoliert ist.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel des Elektronenmikroskops in seinen in diesem Zusammenhang interessierenden Teilen dargestellt. Dabei zeigen die Fig. 1 und 3 Mittelschnitte, während in F i g. 2 die Aufsicht wiedergegeben ist.

Wie insbesondere in den Fig. 1 und 3 zu erkennen ist, besteht der Präparatverstelltisch grundsätzlich aus dem eigentlichen Tisch 1, in dem der Aufnahmekonus 2 mit der nicht dargestellten Objektpatrone angeordnet ist. Der eigentliche Tisch 1 ist in an sich bekannter Weise mit Rollen 3, 3' ausgerüstet, die ihn nicht symmetrisch zur Strahlachse gegen die Antriebe 4, 4' abstützen. Aus diesem Grunde neigt der Präparatverstelltisch bei einer Erwärmung des eigentlichen Tisches 1, der infolge Wärmeleitung über den Aufnahmekonus bei Erhitzung der Objektpatrone zur Wärmeausdehnung des eigentlichen Tisches führt, zu Bewegungen relativ zur Strahlachse und veranlaßt daher störende Objektbewegungen.

Um diese Bewegungen zu vermeiden, sind Mittel vorgesehen, die der Ableitung der Wärme vom Aufnahmekonus zum Mikroskop dienen sollen, ohne die Verstellbarkeit des Präparatverstelltisches zu behindern. Diese Mittel sind Blattfedern 5 und 6, die in diesem Ausführungsbeispiel am Aufnahmekonus 2 befestigt sind und deren auf dem eigentlichen Mikroskop aufliegende Enden gefiedert ausgeführt sind. Diese Fiederung der Federn bringt den Vorteil, daß auch bei Unebenheiten der Auflagefläche des Mikroskops ein guter Wärmekontakt erzielt wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aufnahmekonus 2 wärmeisoliert in dem eigentlichen Tisch 1 angeordnet, und zwar mittels Schrauben 7 und 8. die zugleich eine Höheneinstellung des Aufnahmekonus und damit des Objekts vorzunehmen gestatten.

Zur Zentrierung des mittels der aus wärmeisolierendem Material bestehenden Schrauben wärmeisoliert aufgehängten Aufnahmekonus 2 trägt dieser in dem Ausführungsbeispiel einen ringförmigen Steg 9, der einen kleinen Querschnitt besitzt und nur mit einer kleinen Fläche auf dem eigentlichen Tisch 1 aufliegt. Man erkennt insbesondere in Fig. 1, daß im übrigen keine Verbindung zwischen dem eigentlichen Tisch 1 und dem Aufnahmekonus 2 besteht, so daß der Zwischenraum zwischen diesen beiden Teilen nahezu vollkommen durch wärmeisolierendes Vakuum gebildet ist. Es ist einzusehen, daß der ringförmige Steg auch eine andere Form besitzen kann, und daß er insbesondere nicht aus Metall zu bestehen braucht, sondern als selbständiges Teil aus einem geeigneten wärmeisolierenden Material hergestellt sein kann.

In den beschriebenen Präparatverstelltisch kann die in den Figuren nicht dargestellte Objektpatrone wärmeisoliert eingesetzt werden, wodurch ein Minimum an Wärmeleitung von dem gegebenenfalls durch Mittel zur Objektheizung erhitzten Objekt in der Patrone über den Aufnahmekonus 2 zum eigentlichen Tisch 1 erzielt und damit die schnelle Einstellung des Wärmegleichgewichts zwischen den genannten Teilen und dem Mikroskop gewährleistet wird.

Das beschriebene Elektronenmikroskop läßt sich mit Vorteil auch dann verwenden, wenn zusätzliche Mittel zur Objektkühlung vorgesehen sind. Auch in diesem Falle stellt sich rasch ein Wärmegleichgewicht ein.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronenmikroskop mit einem insbesondere nicht symmetrisch zur Strahlachse abgestützten Präparatverstelltisch, der aus dem eigentlichen Tisch und einem in diesem angeordneten, die Objektpatrone aufnehmenden Aufnahmekonus besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Verstellbarkeit des Präparatverstelltisches zulassende, flexible, metallene, wärmeleitende Verbindung zwischen dem Präparatverstelltisch, vorzugsweise dem Aufnahmekonus, und dem Mikroskop vorgesehen ist.

2. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung aus vorzugsweise gefiederten Blattfedern besteht.

3. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekonus wärmeisoliert in dem eigentlichen Tisch angeordnet ist.

4. Elektronenmikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekonus mittels vorzugsweise aus wärmeisolierendem Material bestehender Schrauben in dem eigentlichen Tisch wärmeisoliert aufgehängt ist.

5. Elektronenmikroskop nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Schrauben, daß sie eine Höheneinstellung des Aufnahmekonus vorzunehmen gestatten.

6. Elektronenmikroskop nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeisoliert aufgehängte Aufnahmekonus mittels ring-, leisten- oder punktförmiger Stege, die von der dem jeweils anderen Teil zugekehrten Fläche von Aufnahmekonus und/oder eigentlichem Tisch getragen werden, im eigentlichen Tisch zentriert ist.

7. Elektronenmikroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus wärmeisolierendem Material bestehen.

8. Elektronenmikroskop nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Aufnahmekonus aufgenommene Objektpatrone gegen diesen wärmeisoliert ist.

9. Elektronenmikroskop nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Mittel
kühlung.

zur Objektheizung oder Objektin Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 911060; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 656 117.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen