DE1209224B - Magnetische Linsenanordnung fuer an der Pumpe arbeitende Korpuskularstrahlgeraete - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 g - 37/20

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

S 86746 VIII c/21 g
16. August 1963
20. Januar 1966

Die Erfindung betrifft eine magnetische Linsenanordnung für an der Pumpe arbeitende Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere Objektivlinsenanordnung für Elektronenmikroskope, die mit einem Tiefkühlmittel in wärmeleitender Verbindung stehende supraleitende Teile in solcher Anordnung aufweist, daß diese Teile eine Konzentration des mittels einer geeigneten Anzahl stromdurchflossener Linsenwicklungen erzeugten magnetischen Flusses im Bereich des Korpuskularstrahles bewirken.

Das Auflösungsvermögen eines Korpuskularstrahlgerätes, wobei in erster Linie an Elektronenmikroskope gedacht ist, hängt bekanntlich von der Öffnungsfehlerkonstanten der Linsen, bei einem Elektronenmikroskop vornehmlich der Objektivlinse, ab. Die Öffnungsfehlerkonstante wird ihrerseits von der magnetischen Feldstärke im Linsenspalt und von der axialen Länge desjenigen Bereichs bestimmt, in dem das magnetische Linsenfeld auf den Korpuskularstrahl einwirkt. Je höher die magnetische Feldstärke und je geringer die genannte Länge ist, desto kleiner ist die Öffnungsfehlerkonstante und desto besser ist das Auflösungsvermögen des Korpuskularstrahlgerätes.

Einer Verbesserung dieser Werte ist bei üblichen Korpuskularstrahlgeräten durch das magnetische Verhalten der verwendeten eisenhaltigen Werkstoffe eine Grenze gesetzt. Im Hinblick auf Sättigungserscheinungen läßt sich die Feldstärke nicht beliebig vergrößern, und zwecks Vermeidung des Eintritts der Sättigung müssen für die den magnetischen Fluß leitenden Teile bestimmte Querschmttsabmessunsen beibehalten werden. Daher können bei üblichen Konstruktionen die magnetische Feldstärke nicht beliebig groß und a'.i axiale Länge des Bereichs, in dem das Magnetfeld auf den Korpuskularstrahl einwirkt, nicht beliebig klein gemacht werden.

Um hinsichtlich dieser Schwierigkeiten Verbesserungen zu schaffen, ist es bereits bekanntgeworden, von den Eigenschaften supraleitender Materialien, d.h. von Metrillen, die bei sehr niedrigen Temperaturen in der Gegend des absoluten Nullpunktes verwendet werden, in Linsenanordnimgen Gebrauch zu machen. Die Erfindung betrifft eine magnetische Linsenanordnung dieser Art für an der Pumpe arbeitends Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere eine Objektivlinsenanordnung für Elektronenmikroskope, die mit einem Tiefkühlmittel in wärmeleitender Verbindung stehende supraleitende Teile in solcher Anordnung aufweist, daß diese Teile eine Konzentration des mittels einer geeigneten Anzahl stromdurchflossener Linsenwicklungen erzeugten magnetischen Flus-Magnetische Linsenanordnung für an der Pumpe arbeitende Korpuskularstrahlgeräte

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dr. Isolde Dietrich, München;

Dr. Erhard Berkl, Garching bei München;

Dr. Reinhard Weyl, München;

Dr. Karl-Heinz Herrmann, Berlin

ses im Bereich des Korpuskularstrahles bewirken. Dabei soll unter der Konzentration des magnetischen Flusses im Bereich des Korpuskularstrahles sowohl eine Verringerung des Querschnitts des magnetischen Feldes in diesem Bereich als auch eine Verringerung der Länge desjenigen Bereichs verstanden werden. in dem der magnetische Fluß auf den Korpuskularstrahl einwirkt.

Bei einer bekannten, mit supraleitenden Teilen versehenen Linsenkonstroktion hat man die übliche Konstruktion mit zwei einander in einem bestimmten Abstand gegenüberstehenden Polschuhen aus eisenhaltigem Material beibehalten und diese Polschuhe ir.it einen Streufluß außerhalb des Linsenspaltes verhindernden supraleitenden Abschirmungen versehen. Zwar wird bei dieser bekannten Anordnung infolge der Unterdrückung des Streuflusses im Bereich der Polschuhe auch eine gewisse Konzentration des magnetischen Flusses im Bereich des Korpuskularstrahles erreicht, aber die durch die Verwendung supraleitender Teile gebotenen Möglichkeiten sind in keiner Weise voll ausgenutzt. So ist nach wie vor die axiale Länge desjenigen Bereichs, in dem der magnetische Fluß den Korpuskularstrahl beeinflußt, relativ lang, so daß schon aus diesem Grunde keine durchgreifende Verbesserung der Auflösung zu erwarten ist.

Ferner ist infolge einer fehlenden äußeren Abschirmung der Linsenwicklungen mit ihren flußführenden Teilen das Auftreten eines Streuflusses, der sich unter Umgehung der Polschuhe schließen kann, nicht mit Sicherheit verhindert.

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Bei einer anderen bekannten Konstruktion liegen vom magnetischen Fluß beeinflußten Bereichs des

die ebenfalls aus eisenhaltigem Material bestehenden Korpuskularstrahles minimal klein ist. Sie kann ver-

Polschuhe in Höhe der oberen bzw. unteren Stirn- ständlicherweise durch geeignete Wahl der Dicke der

fläche der Linsenwicklung. Zwischen beiden Pol- Lochscheibe den jeweiligen Verhältnissen angepaßt

schuhen erstreckt sich ein den Korpuskularstrahl um- 5 werden.

gebendes, der Flußleitung dienendes Rohr aus supra- Die Konstruktion, bei der die Flußführung durch

leitendem Material. Abgesehen davon, daß bei dieser die gekennzeichnete Anordnung der supraleitenden

bekannten Konstruktion die Möglichkeit besteht, daß Teile erfolgt, bietet die vorteilhafte Möglichkeit, den

sich ein Streufluß in dem zwischen dem genannten Weg des magnetischen Flusses eisenlos zu halten.

Rohr und der Linsenwicklung befindlichen freien io Da bekanntlich der einen supraleitenden Ring bzw.

Raum ausbildet, ist die axiale Länge des Bereichs, eine Lochscheibe durchsetzende magnetische Fluß

in dem der magnetische Fluß den Korpuskularstrahl unabhängig von dem äußeren Geschehen konstant

beeinflußt, ebenso groß wie die Höhe der Linsen- bleibt, müssen besondere Maßnahmen bezüglich des

wicklung. Einschaltens des Linsenstromes, d. h. der Erzeugung

Schließlich ist eine Konstruktion bekanntgeworden, 15 des magnetischen Flusses, und der Kühlung der bei der zwei Linsenwicklungen in axialer Richtung Lochscheibe getroffen werden. Dabei ist aber zu beaufeinandergesetzt und zwischen ihnen mehrere achten, daß auch die ringkörperförmige magnetische Lochscheiben aus supraleitendem Material angeord- Abschirmung dem genannten Gesetz folgt. Aus dienet sind, deren übereinanderliegende Löcher zum sen Gründen wird in Weiterbildung der Erfindung Durchtritt des Elektronenstrahles dienen. Diese Kon- 20 vorgeschlagen, daß die wärmeleitende Verbindung struktion weist außer der großen Länge des Linsen- zwischen dem Tiefkühlmittel und der ringkörperspaltes zwei Nachteile auf. Der erste ist darin zu förmigen Abschirmung bereits vor dem Einschalten sehen, daß wiederum die Gefahr des Auftretens eines des die Linsenwicklungen durchfließenden Stromes, Streuflusses besteht, und der zweite Nachteil liegt im die wärmeleitende Verbindung zwischen dem Tief-Vorsehen von der Verhinderung von Kreisströmen 25 kühlmittel und der Lochscheibe dagegen erst bei dienenden Schlitzen in den Lochscheiben begründet, Vorhandensein des magnetischen Flusses hergestellt wodurch eine Unsymmetrie des Magnetfeldes hervor- wird. Damit ist sichergestellt, daß durch die ringgerufen wird, die zu Linsenfehlern Anlaß geben kann. förmige Öffnung in der ringkörperförmigen magne-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine tischen Abschirmung der volle magnetische Fluß magnetische Linsenanordnung unter Verwendung 30 austreten und die Bohrung in der Lochscheibe durchsupraleitender Teile, die die Nachteile der bekannten setzen kann. Würde man die Lochscheibe von vorn-Anordnungen nicht aufweist, die Vorteile der Ver- herein supraleitend machen, so würde sie später keiwendung supraleitender Teile voll ausnutzt und eine nen Fluß durchlassen.

Reihe von im Hinblick auf die Erzielung eines guten Besonders vorteilhaft ist es, die wärmeleitende Auflösungsvermögens besonders wertvollen Möglich- 35 Verbindung zwischen dem Tiefkühlmittel, als das keiten bietet, zu schaffen. Diese Aufgabe löst eine übrigens bekannte Mittel, insbesondere flüssiges magnetische Linsenanordnung der beschriebenen Art Helium, dienen können, und der Lochscheibe im erfindungsgemäß dadurch, daß die supraleitenden Bereich des äußeren Umfanges der Lochscheibe an-Teile als eine die Linsenwicklungen allseitig um- zuordnen. Dann wird die Lochscheibe nach Hergebende, ringkörperförmige magnetische Abschir- 40 stellung der wärmeleitenden Verbindung, vom Bemung ausgebildet sind, die an ihrer dem Korpus- reich ihres äußeren Umfanges ausgehend, suprakularstrahl zugekehrten Innenfläche eine in einer leitend. Diese Maßnahme ist deshalb besonders vor-Ebene senkrecht zum Korpuskularstrahl liegende teilhaft, weil das Eintreten des supraleitenden und ringförmige Öffnung aufweist, in der mit zum Durch- damit für das Magnetfeld undurchlässigen Zustandes tritt des magnetischen Flusses ausreichendem Spiel 45 des Materials der Lochscheibe von außen her eine eine supraleitende Lochscheibe angeordnet ist, die Einschnürung des gesamten von der Linsenwicklung innerhalb der ringkörperförmigen Abschirmung eine erzeugten magnetischen Flusses und damit seine Konfür den magnetischen Fluß undurchlässige Wand bil- zentration im Bereich des Korpuskularstrahles bedet und deren außerhalb der Abschirmung liegendes wirkt. Dasselbe erreicht man durch Vorsehen einer Loch den Durchtritt sowohl für den Korpuskular- 50 Heizwicklung, die auf die Lochscheibe in ihrem mittstrahl als auch für den durch die ringförmige öffnung leren Bereich einwirkt.

austretenden magnetischen Fluß bildet. Mit Vorteil Die Tatsache, daß sich dem Korpuskularstrahl belassen sich Hochfeld-Supraleiter verwenden. nachbarte Teile der eigentlichen Linse auf sehr nied-

Unter Linsenwicklungen sind dabei auch einzelne rigen Temperaturen befinden, bringt die Gefahr des oder mehrere Windungen aus ebenfalls supraleiten- 55 Niederschiagens von Restgasen oder Dämpfen, die

dem Material zu verstehen. sich noch im Vakuum befinden, mit sich. Wenn Gase

Bei der beschriebenen Linsenanordnung wird der oder Dämpfe auf den dem Korpuskularstrahl zumagnetische Fluß durch die getroffene Anordnung gewendeten Oberflächen ausfrieren, können sie von der supraleitenden Teile also auch beim Auftreten den Streukorpuskeln des Korpuskularstrahles elekvon Sättigungserscheinungen gezwungen, durch die 60 trisch aufgeladen werden und dadurch den Korpusnach Einsetzen der Lochscheibe verbleibenden beiden kularstrahl in Undefinierter Weise ablenken. Da eine kleinen ringförmigen Öffnungen in der ringkörper- derartige Ablenkung eine Verschlechterung der Aufförmigen magnetischen Abschirmung konzentriert lösung des Gerätes bedeutet, die durch die beschrieauszutreten und auf engstem Raum, nämlich inner- benen Maßnahmen gerade verbessert werden soll, halb des Loches der Lochscheibe, auf den Korpus- 65 werden im folgenden Maßnahmen zur Vermeidung kularstrahl einzuwirken. Damit ist gewährleistet, daß dieses Störeinflusses angegeben, die darauf hinausdas magnetische Feld an der erforderlichen Stelle die laufen, ein Arbeiten der eigentlichen Linse als Kryogrößte Feldstärke besitzt und die axiale Länge des pumpe zu unterbinden. Unter einer Kryopumpe ver-

steht man bekanntlich eine Pumpenanordnung nach Art einer Kühlfalle, in der Gase und/oder Dämpfe ausgefroren und dadurch ihre Partialdrücke verringert werden.

In weiterer Vervollkommnung der beschriebenen Anordnung wird demgemäß vorgeschlagen, daß der eigentlichen Linse eine Kryopumpe zugeordnet ist, deren Elemente sich auf einer tieferen Temperatur befinden als die supraleitenden Teile der eigentlichen Linse. Zwar wird bei einer derartigen Linsenanordnung auf ein geringes Maß an Verbesserung der Auflösung verzichtet, da die supraleitenden Teile nicht auf die tiefstmögliche Temperatur gebracht werden, aber dieser Nachteil ist verschwindend gegenüber dem durch die Anwendung einer Kryopumpe erzielten Vorteil der Vermeidung des Ausfrierens von Gasen und oder Dämpfen auf dem Korpuskularstrahl benachbarten Oberflächen der Linse, wodurch möglicherweise eine wesentlich größere Verringerung des Auflösungsvermögens verursacht werden würde.

Die Zuordnung einer Kryopumpe ist nicht an eine bestimmte Konstruktion der eigentlichen Linse gebunden.

Man kann das Temperaturgefälle zwischen den supraleitenden Teilen der eigentlichen Linse einerseits und den Elementen der Kryopumpe andererseits dadurch erzielen, daß die Elemente der Kryopumpe und die supraleitenden Teile der eigentlichen Linse zwar mit demselben Tiefkühlmittel in wärmeleitender Verbindung stehen, aber durch unterschiedliehe Güte der wärmeleitenden Verbindungen und/ oder den supraleitenden Teilen zugeordnete wärmezuführende Mittel eine höhere Temperatur der supraleitenden Teile sichergestellt ist. So kann man die Elemente der Kryopumpe mit dem Tiefkühlmittel direkt und die supraleitenden Teile der eigentlichen Linse indirekt über die Elemente der Kryopumpe verbinden. Auch innerhalb der eigentlichen Linse kann eine derartige indirekte Verbindung mit dem Tiefkühlmittel vorgenommen werden, indem bei der beschriebenen Konstruktion die Lochscheibe mit der ringkörperförmigen Abschirmung und diese mit den Elementen der Kryopumpe in wärmeleitender Verbindung steht, die ihrerseits wärmeleitend mit dem Tiefkühlmittel verbunden sind.

Zweckmäßigerweise verläuft der Korpuskularstrahl in seinen den Elementen der Kryopumpe benachbarten Bereichen in aus magnetisch unwirksamem, wärmeisolierendem Material bestehenden Rohrstücken. Diese Rohrstücke werden im allgemeinen Blenden für den Korpuskularstrahl aufweisen. Dann ist es, damit sich im Innern der Rohrstücke das Hochvakuum der Kryopumpe einstellt, vorteilhaft, im Mantel der Rohrstücke schlitzartige Öffnungen vorzusehen, deren Gesamtquerschnitt größer als der Blendenquerschnitt ist.

Die beschriebene Anordnung wird im folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

In Fig. 1 ist schematisch der grundsätzliche Aufbau der magnetischen Linse dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist nur eine Linsenwicklung 1 vorhanden, die von der ringkörperförmigen Abschirmung 2 aus supraleitendem Material allseitig umgeben ist. Diese Abschirmung 2 besitzt in ihrer dem Korpuskularstrahl 3 zugekehrten Innenfläche 4 die ringförmige Öffnung 5, in der die supraleitende Lochscheibe 6 mit dem Loch 7 angeordnet ist. Zwischen der Lochscheibe 6 einerseits und den Rändern der Öffnung 5 andererseits ist derart großes Spiel vorgesehen, daß der magnetische Fluß — in F i g. 1 durch die magnetische Feldlinie 8 repräsentiert — durch die verbleibende Öffnung austreten kann. Da nämlich die supraleitende Lochscheibe 6 innerhalb der ringkörperförmigen Abschirmung 2 eine für den magnetischen Fluß undurchlässige Wand darstellt, muß dieser durch die Öffnung 5 austreten und das den Korpuskularstrahl 3 möglichst eng umgebende Loch 7 durchsetzen. Hieraus folgt, daß die magnetische Feldstärke im Bereich des Korpuskularstrahles sehr groß und die axiale Länge des Bereichs, in dem die Beeinflussung des Korpuskularstrahles eintritt, sehr klein ist. Der Feldgradient ist bei dieser Konstruktion also sehr groß.

Man erkennt bei der Konstruktion nach F i g. 1 ferner, daß eine eisenlose Linse vorliegt.

Die Anordnung nach F i g. 1 steht mit einem Tiefkühlmittel in wärmeleitender Verbindung, wie es in F i g. 2 schematisch angedeutet ist. Dabei sind für Teile, die bereits in F i g. 1 auftreten, dieselben Bezugszeichen gewählt. Man erkennt, daß in diesem Ausführungsbeispiel die Lochscheibe 6, die sich bis an die Linsenwicklung 1 erstreckt — selbstverständlich können auch mehrere Linsenwicklungen vorhanden sein —, im Bereich ihres äußeren Umfanges über die wärmeleitende Verbindung 9 mit der ringkörperförmigen Abschirmung 2 und diese über die wärmeleitende Verbindung 10 mit dem Blendenelement 11 der — der eigentlichen Linsenanordnung an diesem Ausführungsbeispiel zugeordneten — Kryopumpe wärmeleitend verbunden ist. Das Element 11 der Kryopumpe steht in direkter wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlmittel 12, das sowohl zur Betätigung der Kryopumpe als auch zum Hervorrufen des supraleitenden Zustandes der Teile 6 und 2 dient.

Die einander entsprechenden wärmeleitenden Verbindungen im oberen und unteren Teil der F i g. 2 sind mit denselben Bezugszejchen versehen.

Bei der Anordnung muß dafür gesorgt werden, daß im Augenblick des Erzeugens des magnetischen Flusses, d. h. des Einschaltens des Linsenstromes, sich nur die ringkörperförmige Abschirmung 2 im supraleitenden Zustand befindet, nicht aber die Lochscheibe 6, da andernfalls der magnetische Fluß infolge der charakteristischen Eigenschaft einer supraleitenden Lochscheibe diese nicht durchsetzen würde. Aus diesem Grunde ist bei der Anordnung nach F i g. 2 dafür gesorgt, daß die wärmeleitende Verbindung 9 zeitweilig beseitigt werden kann. Im Prinzip läßt sich dies auch ohne Aufheben der wärmeleitenden Verbindung durch Aufheizen mittels einer Heizwicklung erreichen.

Da sich diese Verbindung im Bereich des äußeren Umfanges der Lochscheibe 6 befindet, erfolgt die Abkühlung dieses Teiles vom äußeren Umfang ausgehend. Dies verleiht der Lochscheibe die Wirkung eines Sammlers für den in der Wicklung 1 erzeugten magnetischen Fluß. Da nämlich die Lochscheibe 6 während ihrer Abkühlung vom äußeren Umfang her den supraleitenden und für die magnetischen Feldlinien undurchlässigen Zustand annimmt, werden diese Feldlinien im Verlauf der fortschreitenden Abkühlung der Lochscheibe 6 immer mehr in die Mitte, d. h. in Richtung des Korpuskularstrahles, gedrängt. Die Folge davon ist eine extrem hohe magnetische

Claims (1)

1. 7 8

   Feldstärke an der Stelle, an der sie einzig und allein im Bereich des äußeren Umfanges der Lochscheibe,

   gebraucht wird, nämlich im Bereich des Korpuskular- herstellen.

   Strahles innerhalb des Loches 7. Besonders zweckmäßig ist es, mit dem Drehtrieb

   Man erkennt, daß bei dem Ausführungsbeispiel 34 den in den Figuren nicht dargestellten Schalter

   nach Fig.2 der Korpuskularstrahl3 im Bereich von 5 für den Linsenstrom in der Weise zu koppeln, daß

   zu der Kryopumpe gehörenden Teilen gegen diese der Linsenstrom zwischen den beiden beschriebenen

   in Rohrstücken 13 und 14, die aus Neusilber oder Stellungen des mit den wärmeleitenden Federn 30,31

   einem anderen magnetisch unwirksamen Material be- und 32 versehenen Rohres 33 eingeschaltet wird. Das

   stehen, abgeschirmt ist. Das gewählte Material ist bedeutet, daß der Schalter für den Linsenstrom nach

   thermisch isolierend. Die in der Wand der Rohr- io dem Auflegen der Federn 30 und 31 auf die mit

   stücke 13 und 14 vorgesehenen schlitzartigen öff- ihnen zusammenwirkenden Teile 11 und 2, aber vor

   nungen 15 bzw. 16 sind in ihrer Gesamtheit größer dem Auflegen der Federn 32 auf die Lochscheibe 6

   als die öffnungen der Blenden 17 und 18. Das obere geschlossen wird.

   Rohrstück 13 trägt an seinem unteren Ende den Durch Aufwärtsbewegung des Rohres 33 mit den

   Objektträger 26. Man kann die Rohrstücke auch aus 15 von ihm getragenen Federn wird zunächst die wärme-

   Metallgeflechten herstellen. leitende Verbindung für die Lochscheibe 6 auf-

   Weiterhin entnimmt man Fig. 2, daß zwischen gehoben, so daß diese beispielsweise in bereits bedem Kondensator 19 und der die eigentliche Linse schriebener Weise zwecks Entfernung von Schmutzumgebenden Kryopumpe (Teile 11 und 12) sowie an schichten od. dgl. erwärmt werden kann; darauf wird der in der Figur unteren Seite der Anordnung Kühl- zo bei weiterer Aufwärtsbewegung des Rohres 33 der anordnungen angeordnet sind, die aus den Kühl- Linsenstromschalter geöffnet und dann in einer dritmittelbehältern 20 und 21 sowie mit diesen in Ver- ten Stellung des Rohres 33 mit den von ihm gebindung stehenden Blendenanordnungen 22,23 sowie tragenen Federn die wärmeleitende Verbindung auch 24,25 bestehen. Die Kühlanordnungen befinden sich für das Teil 2 und gegebenenfalls das Teil 11 geauf einer höheren Temperatur als das Kühlmittel 12; 25 öffnet.

   ist dieses flüssiges Helium, so werden die Anordnun- Es kann vorteilhaft sein, den Drehtrieb 34 mit weigen 20 und 21 beispielsweise mit flüssigem Stickstoff teren wärmeleitenden Mitteln zu koppeln, die sich gekühlt. Diese Anordnungen wirken in zweierlei Hin- nach Aufhebung der beschriebenen wärmeleitenden sieht: Einmal verhindern sie eine Aufheizung des Verbindungen an das Teil 6 und gegebenenfalls auch Kühlmittels 12 durch Wärmestrahlung und zum 30 das Teil 2 anlegen und die wärmeleitenden Verbinanderen bewirken sie eine Verringerung der Gefahr düngen für die Aufheizung bilden,
   des Ausfrierens von Gasen und Dämpfen auf der Es kann aber auch der Fall vorliegen, daß die Oberfläche der eigentlichen Linse, da sie praktisch Lochscheibe 6 durch den Elektronenstrahl aufgeheizt wie vorgeschaltete Kühlfallen wirken. wird. Dann können die beschriebenen wärmeleiten-

   Die F i g. 3 und 4 zeigen ein konstruktives Aus- 35 den Verbindungen die Teile 6 und 2 wärmeleitend

   führungsbeispiel mit Mitteln, die dazu dienen, die verbinden. In diesem Fall dient der Elektronenstrahl

   wärmeleitenden Verbindungen zwischen dem Tief- also zugleich zur Aufheizung der ringkörperförmigen

   kühlmittel einerseits und der ringkörperförmigen Ab- Abschirmung 2.

   schirmung sowie der Lochscheibe andererseits in der Es ist beispielsweise auch möglich, zwecks sicherer bereits beschriebenen Reihenfolge im Hinblick auf 40 Einstellung des Temperaturgefälles zwischen den die Einschaltung des Linsenstroms herzustellen. Die supraleitenden Teilen der eigentlichen Linse einerbereits in den F i g. 1 und 2 vorkommenden Teile seits und den Elementen der Kryopumpe anderersind mit denselben Bezugszeichen versehen. seits die supraleitenden Teile mit wärmezuführenden

   Man erkennt in dem Querschnitt nach F i g. 3, daß Verbindungen, beispielsweise zu anderen Teilen des sowohl der Kryopumpe 11, die mit dem Tief kühl- 45 Korpuskularstrahlgerätes, die eine genügende Wärmemittel 12 in Verbindung steht, als auch der ring- kapazität besitzen oder mit dem Außenraum in Verkörperförmigen Abschirmung 2 und der Loch- bindung stehen, zu versehen. Diese Variante der bescheibe 6 Federn 30 bzw. 31 bzw. 32 zugeordnet sind. schriebenen Linsenanordnung bietet die Möglichkeit,

   Die Aufsicht nach F i g. 4 läßt erkennen, daß diese nach Auftrennen der wärmeleitenden Verbindungen

   Federn sternförmig in dem Rohr 33 aus wärmeleiten- 50 der supraleitenden Teile zu dem Kühlmittel diese

   dem Material, z. B. Kupfer, angeordnet sind, das den Teile aufzuheizen, falls trotz Vorsehens der Kryo-

   Korpuskularstrahl 3 umgibt. pumpe eine Verschmutzung von Oberflächen der

   Die Abstände zwischen den einzelnen Federn sind eigentlichen Linse eingetreten sein sollte. Hierdurch so gewählt, daß in der ersten Stellung des dem Rohr läßt sich auch schnell der normalleitende Zustand 33 zugeordneten Drehtriebs 34 eine wärmeleitende 55 der supraleitenden Teile einstellen. Auch in diesem Verbindung nur zwischen dem Tiefkühlmittel 12 mit Falle wird der Vorteil einer Linsenanordnung erder Kryopumpe 11 einerseits über die dann aufliegen- halten, die eine Konzentration des magnetischen den Federn 30 und 31 sowie den zwischen ihnen lie- Flusses im Bereich des Korpuskularstrahles und dagenden Teil des Rohres 33 mit der ringkörperförmi- mit eine Erhöhung der Auflösung des Gerätes gegen Abschirmung 2 andererseits besteht. Diese Stel- 60 stattet. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Tatlung ist in F i g. 3 dargestellt. sache, daß die eigentliche Linse eisenlos aufgebaut

   Um nach dem Einschalten des Linsenstroms auch werden kann,
   die Lochscheibe 6 kühlen zu können, ist es erforderlich, mittels des Drehtriebs 34 das Rohr 33 noch wei- Patentansprüche:
   ter in Richtung der Achse des Korpuskularstrahls 3 65

   auf die Lochscheibe 6 zu zu bewegen, so daß dann 1. Magnetische Linsenanordnung für an der

   außer den Federn 30 und 31 auch die Federn 32 Pumpe arbeitende Korpuskularstrahlgeräte, ins-

   einen wärmeleitenden Kontakt, zweckmäßigerweise besondere Objektivlinsenanordnung für EIek-

   tronenmikroskope. die mit einem Tiefkühlmittel in wärmeleitender Verbindung stehende supraleitende Teile in solcher Anordnung aufweist, daß diese Teile eine Konzentration des mittels einer ;\:eiiire;e:i Anzahl stroindurchflossener Linsenwici-te^en erzeugten magnetischen Flusses im Bereich des Korpuskularstrahles bewirken, dad u r c h gekennzeichnet, daß die supraleitenden Teile als eine die Lmsenwicldiuigen all-V(Mi!!i umgebende, ringkörpericimige magnetische Abschirmung ausgebildet sind, die an ihrer dem Korpuskularstrahl zugekehrten Innenfläche eine in einer Ebene senkrecht zum Korpuskularstrahl liegende ringförmige Öffnung aufweist, in der mit zum Durchtritt des magnetischen Flusses aus- !■eichendem Spiel eine supraleitende Lochscheibe ungeordnet ist, die innerhalb der ringkörperförmi-L'cn Abschirmung eine für den magnetischen Fluß undurchlässige Wand bildet und deren außerhalb der Abschirmung liegendes Loch den Durchtritt sowohl für den Korpuskularstrahl als auch für den durch die ringförmige Öffnung austretenden magnetischen Fluß bildet.

   2. Magnetische Linsenanordnung nach Anspruch J. dadurch gekennzeichnet, daß der Weg des magnetischen Flusses eisenlos ist.

   3. Magnetische Linsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Verbindung zwischen dem Ticfkühlmittcl und der ringkörperförmigen Abschirmung bereits vor dem Einschalten des die Linsenwicklungen durchfließenden Stromes, die wärmeleitende Verbindung zwischen dem Tiefkühlmittel und der Lochscheibe dagegen erst bei Vorhandensein des magnetischen Flusses hergestellt wird.

   4. Magnetische Linsenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Verbindung zwischen dem Tiefkülilmittel und der Lochscheibe im Bereich des äußeren Umfanges der Lochscheibe angeordnet ist und diese nach Herstellung der wärmeleitenden Verbindung vom Bereich ihres äußeren Umfanges ausgehend supraleitend wird.

   5. Magnetische Linsenanordnung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eigentlichen Linse eine Kryopumpe zugeordnet ist, deren Elemente sich auf einer tieferen Temperatur befinden als die supraleitenden Teile der eigentlichen Linse.

   6. Magnetische Linsenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der Kryopumpe und die supraleitenden Teile der eigentlichen Linse mit demselben Tiefkühlmittel in wärmeleitender Verbindung stehen, aber durch unterschiedliche Güte der wärmeleitenden Verbindungen und/oder durch den supraleitenden Teilen zugeordnete wärmezuführende Mittel ein Temperaturgefälle zwischen den supraleitenden Teilen einerseits und den Elementen der Kryopumpe andererseits gewährleistet ist.

   7. Magnetische Linsenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der Kryopumpe mit dem Tiefkühlmittel direkt und die supraleitenden Teile der eigentlichen Linse indirekt über die Elemente der Kryopumpe verbunden sind.

   8. Magnetische Linsenanordnimg nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochscheibe mit der ringkörperförmigen Abschirmung und diese mit den Elementen der Kryopumpe in wärmeleitender Verbindung steht.

   9. Magnetische Linsenanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Korpuskularstrahl in seinen den Elementen der Kryopumpe benachbarten Bereichen in aus magnetisch unwirksamem, wärmeisolierendem Material bestehenden Rohrstücken verläuft.

   10. Magnetische Linsenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke Blenden für den Korpuskularstrahl sowie in ihrem Mantel schlitzartige Öffnungen aufweisen, deren Gesamtquerschnitt größer als der Blendenquerschnitt ist.

   11. Magnetische Linsenanordnimg nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Verbindung zwischen dem Tiefkühlmittel einerseits und der ringkörperförmigen Abschirmung sowie der Lochscheibe andererseits durch diesen Teilen zugeordnete Federn aus wärmeleitendem Material erfolgt, die an einem den Korpuskularstrahl umgebenden Rohr aus wärmeleitendem Material in solchem Abstand zueinander angeordnet sind, daß bei Verschiebung des Rohres in Richtung der Achse des Korpuskularstrahls zunächst nur die wärmeleitende Verbindung zwischen dem Tiefkühlmittel und der ringkörperförmigen Abschirmung hergestellt wird, während zur Herstellung der wärmeleitenden Verbindung zwischen dem Tiefkühlmittel und der Lochscheibe eine v/eitere Verschiebung des Rohres erforderlich ist.

   12. Magnetische Linsenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Rohres ein vakuumdicht in das Gehäuse des Korpuskularstrahlgerätes eingesetzter Drehtrieb dient.

   13. Magnetische Linsenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtrieb in der Weise mit dem Schalter für den die Linsenwicklungen durchfließenden Strom gekoppelt ist, daß der Strom vor dem Herstellen der wärmeleitenden Verbindung zwischen dem Tiefkühlmittel und der Lochscheibe, aber nach Herstellen der wärmeleitenden Verbindung zwischen dem Tiefkühlmittel und der ringkörperförmigen Abschirmung eingeschaltet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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