DE1564714C3 - Magnetische Linsenanordnung für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere Objektivlinsenanordnung für Elektronenmikroskope - Google Patents

Magnetische Linsenanordnung für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere Objektivlinsenanordnung für Elektronenmikroskope

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DE1564714C3 DE19661564714 DE1564714A DE1564714C3 DE 1564714 C3 DE1564714 C3 DE 1564714C3 DE 19661564714 DE19661564714 DE 19661564714 DE 1564714 A DE1564714 A DE 1564714A DE 1564714 C3 DE1564714 C3 DE 1564714C3
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    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils

Description

Die Erfindung betrifft eine magnetische Linsenanordnung mit stromdurchllossencr Linsenwicklung und mit möglichst kleiner ölfnungsfehlerkonstante, für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte, mit zwei Abschirmzylindern, die in Richtung der Achse der Linsenanordnung in einem durch die sich gegenüberstehenden Stirnflächen der beiden Abschirmzylinder begrenzten Abstand aufeinanderfolgen und koaxial zu dieser Achse angeordnet sind, wobei diese Abschirmzylinder aus supraleitendem Material bestehen, eine Bohrung für den Durchtritt des Korpuskularstrahls aufweisen und mit einem Tiefkühlmittcl in wärmeleitender Verbindung stehen.
In der deutschen Auslegeschrift 1 209 224 ist eine wie voranstehend angegebene magnetische Linsenanordnung für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte beschrieben, die sich insbesondere als Objektivlinsenanordnung für ein Elektronenmikroskop eignet. Es kann sich jedoch auch um eine Linsenanordnung für ein Ionenmikroskop, ein Elektronenbeugungsgerät oder einen anderen Korpuskularstrahlapparat, z. B. nach Art einer Röhre, handeln.
Die in der genannten Auslegeschrift beschriebene Linsenanordnung weist eine stromdurchflossene Linsenwicklung auf, mit der im Bereich des Korpuskularstrahl ein magnetisches Feld erzeugt wird. Um dem Magnetfeld eine für eine magnetische Linsenanordnung im Bereich des Korpuskularstrahl geeignete Form zu geben, wie sie an sich schon von Linsenanordnungen mit eisernen Polschuhen her bekannt ist, ist bei dieser bekannten supraleitenden Linsenanordnung eine Lochscheibe aus supraleitendem Material vorgesehen. Diese das Loch, durch den der Korpuskularstrahl hindürchtritt, umgebende ringförmige Scheibe wirkt nach entsprechender Inbetriebnahme, wie sie in der Auslegeschrift beschrieben ist, dahingehend, daß in dem Loch der Scheibe das geforderte Linsenfcld für den Korpuskularstrahl vorliegt. Dieses Feld wird im wesentlichen durch die Ringströme gebildet, die in der Lochscheibe entstehen, wenn die Lochscheibe, wie in der Auslegeschrift angegeben, im Magnetfeld der Linsenwicklung aus dem normal leitenden Zustand in den supraleitenden Zustand übergeführt wird. Bezüglich dieser vorbekannten Linsenanordnung ist im übrigen festgestellt worden, daß sich das Linsenfeld im Bereich des Loches der Scheibe in Größe und Konfiguration praktisch nicht ändert, wenn, nachdem die Scheibe im magnetischen Feld der Linsenwicklung supraleitend gemacht worden ist, der Strom in der Linsenwicklung ausgeschaltet wird.
Bei der in der obengenannten Auslegcschrift angegebenen Linsenanordnung sind zusätzlich zu der Lochscheibe noch zwei als Abschirmzylinder bezeichnete rohrförmige Körper aus supraleitendem Material vorgesehen. Diese Abschirmzylinder stehen sich axial einander mit je einer ihrer Stirnflächen im Abstand voneinander gegenüber, wobei sich im Bereich dieses Abstandes die beschriebene Lochscheibe befindet. Im supraleitenden Zustand bewirken diese Abschirmzylinder, daß das Feld der Linsenwicklung von den von dem Loch der Scheibe entfernten Bereichen der Achse der Linse, auf der entlang der Korpuskularstrahl verläuft, ferngehalten wird. Damit wird auch das Feld der Linsenwicklung in verstärktem Maße durch die Bereiche der Scheibe außerhalb des Loches gezwungen, solange diese Scheibe normalleitend ist. Grundsätzlich lassen sich bei der aus der genannten Auslegeschrift bekannten Linsenanordnung die Abschirmzylinder weglassen, ohne daß sich das Linsenfcld im Loch der Scheibe entscheidend ändern würde.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine magnetische
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Linsenanordnung für unter Vakuum arbeitende Kor- S. 23 ff., Handbuch der Physik, herausgegeben von puskularstrahlgeräte, insbesondere eine Objektiv- S. Flügge, Springer Verlag, 1956, S. 404 ff., Zeitlinsenanordnung für Elektronenmikroskope, mit schrift für Physik, Bd. 89 (1934), S. 90 ff. sowie aus supraleitenden feldformenden Elementen und mög- der USA.-Patentschrift 3 008 044 bekannt. Von liehst kleiner Öffnungsfehlerkonstanten Cn bei maxi- 5 diesen bekannten Anordnungen mit ferromagnetimaler Feldstärke im Linsenspalt für eine große schem Material, die zudem meistenteils in relativ Brechkraft, anzugeben, bei der die zusätzliche Ab- spitzem Winkel zueinander laufende Polschuhe haben, kühlung eines feldformenden Elementes entbehrlich siehe z. B. F i g. 2 der genannten USA.-Patentschrift, ist und/oder der Linsenspalt leicht zugänglich ist. ist kein Hinweis auf die Erfindung zu entnehmen, Diese Aufgabe wird mit einer wie eingangs ange- io nämlich ausschließlich supraleitendes Material in gebencn Linsenanordnung gelöst, die erfindungs- Form zweier wie beschriebener Zylinder zu verwengemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der durch den. Auch die in der genannten USA.-Patentschrift diesen Abstand (5) der Stirnflächen (6, 7) gebildete angegebene zusätzliche Verwendung von supraleiten-Linsenspalt frei von abschirmenden Teilen aus supra- dem Material gibt keinen Hinweis auf die vorliegende leitendem Material ist, daß der Abstand so bemessen 15 Erfindung, da einerseits bei dieser bekannten Anordist, daß die Öffnungsfehlerkonstante minimal ist, und nung die Polschuhe die wesentliche Funktion der daß der Bohrungsdurchmesser des Abschirmzylinders Feldführung ausüben und die supraleitenden Anteile auf den für den Durchtritt des Korpuskularstrahl lediglich dazu dienen, aus den magnetischen Polerforderlichen Mindestwert bemessen ist. schuhen austretende Streufeldlinien in den Polschuhen Aus den Unteransprüchen gehen weitere Aus- 20 zu halten. Die Form des Linsenfeldes wird dort entgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung scheidend durch die Form und Anordnung der PoI-hervor. schuhe bestimmt. Das dort erreichte Linsenfeld ent-Bei der erfindungsgemäßen magnetischen Linsen- spricht naturgemäß wenigstens im Prinzip demanordnung läßt sich durch Wahl der Größe des jenigen: das auch durch die erfindungsgemäße Linsenspaltes zwischen den einander gegenüber- 25 Linsenanordnung erzeugt wird, weil beide zur Fokusstehenden Stirnflächen der beiden Abschirmzylinder sierung eines Korpuskularstrahl dienen, jedoch ist ein Wert der öffnungsfehlerkonstanten Cn erreichen, die erfindungsgemäße Linsenanordnung vergleichsder noch unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, weise wesentlich leistungsfähiger, insbesondere in d. h. ein möglichst kleiner Wert sein kann. Außer- bezug auf eine Verringerung der Öffnungsfehlerhalb des Linsenspaltes herrscht ein vorgegebener 30 konstante, worauf nachfolgend noch eingegangen Wert H11 der Feldstärke, der durch die Linsenwick- wird.
lung erzeugt ist. Der Einsatz supraleitender Materialien im Rahmen
Während bei der Linsenanordnung nach der deut- von elektromagnetischen Linsenanordnungen erfolgt sehen Auslegcschrift I 209 224 die oben definierten deshalb, weil der in das Auflösungsvermögen der Abschirmzylinder lediglich die Aufgabe haben, die 35 Linse bzw. des Korpuskularstrahlgerätes eingehende Ausbildung des magnetischen Feldes im Bereich des Öffnungsfehler der Linsenanordnung um so kleiner Korpuskularstrahles an Stellen außerhalb einer be- gehalten werden kann, je größer die magnetische stimmten Stelle zu verhindern, wobei diese bestimmte Feldstärke im Bereich des Korpuskularstrahles und Stelle durch das von der Lochscheibe erzeugte ma- je kleiner die Länge dieses felderfüllten Bereiches ist. gnetische Linsenfcld gegeben ist, ist bei der Erfin- ♦<> Mit üblichen, bei normalen Temperaturen arbeitendung die Ausbildung der durch die beiden Zylinder den und mit Eisenrückschlüssen sowie Polschuhen gebildeten Anordnung so getroffen, daß die beiden versehenen elektromagnetischen Linsen lassen sich Abschirmzylinder einen Linscnspalt bilden und den diese Forderungen, die dort sogar als einander widerVerlauf des magnetischen Feldes innerhalb dieses sprechend bezeichnet werden müssen, im Hinblick Linsenspaltes allein festlegen. Die bei der Linsen- 45 auf die magnetischen Eigenschaften des Eisens nicht anordnung nach der vorbekannten Auslegcschrift in einem für hohe Auflösungen ausreichenden Maße durch die Lochscheibe übernommene Aufgabe wird erfüllen. Will man hohe magnetische Feldstärken im bei der Erfindung durch die entsprechend angeord- Bereich des Korpuskularstrahl erzeugen, so muß neten beiden Abschirmzylinder gelöst, da diese die man zwecks Vermeidung der Sättigung des Eisens Feldverhältnisse am Korpuskularstrahl bestimmen. 5° große Eisenquerschnitte vorsehen, wodurch die axiale Dadurch wird die Linsenkonstruktion einfacher, und Länge desjenigen Bereiches, in dem das magnetische man kann zumindest bei geeigneter Aufteilung der Linsenfeld auf den Korpuskularstrahl einwirkt, ver-Linsenwicklungen leicht an den Linsenspalt heran- größert wird.
kommen. Ferner ist die bei der bekannten Anord- Bei Verwendung supraleitender Materialien ist es
nung notwendige Abkühlung der supraleitenden 55 demgegenüber möglich, wesentlich höhere magne-Lochschcibc von außen nach innen, um die Feld- tische Feldstärken zu erzielen, ohne daß dadurch die linien im Bereich des Korpuskularstrahles zu sam- axiale Länge des Bereiches der Einwirkung des mein, nicht erforderlich. magnetischen Feldes auf den Korpuskularstrahl in
Es sind zwar bereits Anordnungen mit ferromagne- nennenswertem Maße vergrößert wird, tischen bzw. eisernen Polschuhen bekanntgeworden, 6° Genau genommen hängt die öffnungsfehlerkonin deren Material das magnetische Feld geführt wird. stante C„ einer elektromagnetischen Linsenanord-Diese Polschuhanordnungen weichen bereits in ihrer nung außer von dem Maximalwert Hn der Feldstärke Form erheblich von der Zylinderform und von der in dem Linsenspalt, d. h. dem mehrfach erwähnten Anordnung zweier solcher Zylinder, wie sie bei der Bereich der Einwirkung des Feldes auf den Korpus-Erfindung vorgesehen sind, ab. Außerdem müssen 65 kularstrahl, von dem Feldgradienten längs der Achse diese Polschuhe unbedingt ferromagnetisch sein. im Linsenspalt ab.
Solche Anordnungen sind z. B. aus dem Jahrbuch Betrachtet man als anschauliches Beispiel den Fall
der AEG-Forschung, 7. Bd., 1940, Verlag Springer, eines zumindest ungefähr glockenförmigen Feldes, so
ist die den Feldgradienten bei gegebenem Maximalwert H0 der Feldstärke im Spalt bestimmende Größe die Halbwertsbreite Id.
Zur Erläuterung sei auf F i g. 1 verwiesen, in der längs der Achsen auf der normierten Koordinate z/d, deren Ausgangspunkt 0 die Mittelebene des Linsenspaltes bildet, der Verlauf der auf ihren Maximalwert H0 normierten Feldstärke HZH0 im Spalt aufgetragen ist. Unter der Halbwertsbreite Id versteht man definitionsgemäß die Feldbreite bei HIH0 = 0,5.
Es ist einzusehen, daß diese Halbwertsbreite von der Dimensionierung der bei der Erfindung zur Bildung des Linsenspaltes verwendeten beiden Abschirmzylinder im Bereich ihrer einander gegenüberstehenden Stirnflächen abhängt. Diese Abhängigkeit gilt nicht nur bezüglich des gewählten Abstandes der beiden Abschirmzylinder, d. h. der Spaltlänge, sondern auch bezüglich der Formgebung der Abschirmzylinder im Bereich ihrer sich gegenüberstehenden Stirnflächen. Da die Abschirmzylinder in der Weise wirken, daß sie zwar über ihre Länge die Annäherung des elektromagnetischen Linsenfeldes an den Korpuskularstrahl verhindern, dagegen aber unter Übernahme der in der Konstruktion nach der deutschen Auslegeschrift 1 209 224 der supraleitenden Lochscheibe obliegenden Aufgabe das magnetische Feld in möglichst großem Maße zum Eintritt in den Linsenspalt veranlassen sollen, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die den Linsenspalt begrenzenden Stirnflächen der beiden Abschirmzylinder so geformt sind, daß Magnetflußsprünge im supraleitenden Material vermieden sind. Dabei können die beiden Stirnflächen auch unterschiedlich geformt sein, so daß das Feld im Spalt unsymmetrisch ist.
Unter demselben Gesichtspunkt steht die Maßnahme den Bohrungsdurchmesser der Abschirmzylinder auf den für den Durchtritt des Korpuskularstrahles erforderlichen Mindestwert zu bemessen. Durch diese Reduzierung des Bohrungsdurchmessers auf den für den Durchtritt des Korpuskularstrahles erforderlichen Wert wird eine eindeutige Führung des magnetischen Feldes im Spalt und insbesondere in der unmittelbaren Umgebung des Korpuskularstrahles bei definiertem Feldgradienten gewährleistet.
Wie bereits dargelegt, ist eine die Öffnungsfehlerkonstante C0 einer Linsenanordnung stark beeinflussende Größe der Maximalwert H0 der magnetischen Feldstärke im Linsenspalt. Es kann daher zweckmäßig sein, im Linsenspalt weitere felderzeugende Linsenwicklungen zur Erhöhung des Maximalwertes H0 der Feldstärke im Linsenspalt anzuordnen, die also die den Spalt bildenden Abschirmzylinder umgebenden Linsenwicklungen unterstützen. Derartige zusätzliche Wicklungen können auch zur Feldformung oder dazu vorgesehen werden, Hystereseerscheinungen zu verringern oder durch Erzeugung eines Gegenfeldes Änderungen der Brennweite der Linse zu ermöglichen.
Wie ebenfalls bereits angedeutet, sollen die Abschirmzylinder die Ausbildung des magnetischen Feldes in der Nähe des Korpuskularstrahles — außer im Linsenspalt — verhindern. Aus diesem Grunde erstrecken sie sich mit ihren einander abgewandten Stirnflächen zweckmäßigerweisc bis in Bereiche vernachlässigbarcr Feldstärke.
Es kann aber beispielsweise aus Gründen der Platzersparnis innerhalb des Vakuumraumes eines Korpuskularstrahlgerätes häufig zweckmäßiger sein, mit den beiden Abschirmzylindern weitere Abschirmungen aus supraleitendem Material zu verbinden, wodurch die Ausdehnung des von den Linsenwicklungen erzeugten magnetischen Feldes verringert wird. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen weiteren Abschirmungen um solche, die die um die Abschirmzylinder herum angeordneten Linsenwicklungen außer auf ihren den Abschirmzylindern zugekehrten Oberflächenbereichen allseitig umgeben. Diese weiteren Abschirmungen gleichen in ihrer letzterwähnten Ausführungsform also der ringkörperförmigen Abschirmung in der Konstruktion nach der deutschen Auslegeschrift 1 209 224.
Wesentlich für die ohne nennenswerte Vergrößerung der Länge des felderfüllten Bereiches am Korpuskularstrahl anwendbare Feldstärke ist die Abschirmwirkung der beiden Abschirmzylinder. Sie müssen daher eine im Hinblick auf die gewünschte Feldstärke gewählte Wandstärke besitzen.
Für die Abschirmzylinder und gegebenenfalls auch für die weiteren Abschirmungen hat sich als Material gesintertes Niob-3-Zinn (Nb3Sn) als günstig erwiesen. Allerdings muß insbesondere bei relativ dickwandiger Ausführung der Abschirmzylinder aus diesem Sintermaterial zwecks Vermeidung von Flußsprüngen dafür gesorgt werden, daß die magnetische Feldstärke Ha außerhalb der Abschirmzylinder und des Spaltes sich beim Einschalten nur relativ langsam vergrößert. Diese die Arbeitsgeschwindigkeit mit einem derartige Linsenanordnungen aufweisenden Korpuskularstrahlgerät verringernde Tatsache läßt sich vermeiden, wenn man poröses Sintermaterial verwendet oder die Abschirmzylinder und gegebenenfalls die weiteren Abschirmungen aus Niob-3-Zinn (Nb3Sn) beschichteten, vorzugsweise scheibenförmigen Trägerkörpern aus warmfestem Material herstellt, beispielsweise Niob, Platin oder warmfestem Stahl.
Die supraleitenden Materialien können in der Weise in Verbindung mit strom- und wärmeleitenden Normalleitern verwendet werden, daß in abwechselnder Folge supraleitende und normalleitende Teile aufeinanderfolgen.
In den Fig. 2 bis 10 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Linsenanordnung in ihren wesentlichen Merkmalen wiedergegeben. In der Konstruktion nach F i g. 2, die ebenfalls wie die Anordnung nach F i g. 3 nur eine, in beiden Figuren mit 1 bezeichnete felderzeugende Linsenwicklung aufweist, umgibt diese die beiden in Richtung der durch die Koordinate ζ gegebenen Linsenachse koaxial aufeinanderfolgend angeordneten beiden Abschirmzylinder 2 und 3 aus supraleitendem Material, deren sich gegenüberstehende, in diesem Ausführungsbeispiel eben ausgebildete Stirnflächen 4 und 5 den Linsenspalt s begrenzen. Die beiden Abschirmzylinder 2 und 3 verhindern also die Ausbildung des in der Wicklung 1 erzeugten magnetischen Linsenfeldes im Bereich der Achse ζ der Linse und damit im Bereich des Korpuskularstrahles außer im Spalt s, wo sie die Ausbildung des Feldes mit möglichst hoher Feldstärke zulassen.
Um die Feldausbildung im Bereich des Korpuskularstrahles innerhalb des Spaltes s gegenüber der Anordnung nach F i g. 2 zu erleichtern, sind im Falle der Linsenkonstruktion nach Fig. 3 die sich gegenüberstehenden, dort mit 6 und 7 bezeichneten Stirn-
flächen so geformt, daß Magnetflußsprünge im supraleitenden Material vermieden sind.
Weiterhin unterscheiden sich die beiden Abschirmzylinder 2 und 3 in den F i g. 2 und 3 dadurch voneinander, daß die Wandstärke der Zylinder im Falle der Konstruktion nach F i g. 3 etwa viermal so groß wie die Wandstärke im Falle der Lösung nach F i g. 2 ist. Es hat sich gezeigt, daß dann eine doppelt so große Feldstärke H11 außerhalb der Abschirmzylinder vorliegen kann, ohne daß eine störende Vergrößerung der Länge des felderfüllten Bereichs am Korpuskularstrahl zu befürchten ist.
Verständlicherweise kann man, sofern die einander abgekehrten Stirnflächen der beiden Abschirmzylinder 2 und 3 noch in Bereichen hoher magnetischer Feldstärke liegen, entweder die Zylinder verlängern oder zusätzliche Abschirmungen vorsehen; gegebenenfalls können, insbesondere bei sehr hohen Feldstärken, beide Maßnahmen gleichzeitig angewendet werden.
Bereits bei der Formgebung der den Spalt 5 begrenzenden Stirnflächen 6 und 7 der beiden Abschirmzylinder 2 und 3 in der Linsenanordnung nach F i g. 3 war eine Anpassung an den Verlauf der Feldlinien im Linsenspalt s angestrebt worden. In den F i g. 4 bis 9 sind verschiedene Möglichkeiten dieser Art dargestellt, die sich als günstig erwiesen haben. Dabei stellt Fig. 4 nochmals den Fall einer Abschrägung der Stirnflächen dar, wie ihn auch Fig. 3 zeigte; im Falle der Fig. 5 ist der Winkel dieser Schräge erheblich vergrößert. Insbesondere bei höheren Feldstärken H11 außerhalb des Spaltes hat dies eine Vergrößerung des Maximalwertes Hn der Feldstärke im Spalt zur Folge; allerdings muß dies mit einer kleinen Vergrößerung der Länge des felderfüllten Bereichs am Korpuskularstrahl erkauft werden.
Im Falle der Fig. 6 sind an der spaltbegrenzenden Stirnfläche zwei Abschrägungen unterschiedlichen Winkels vorgesehen, um eine noch weitere Anpassung der Form der Stirnflächen an den Verlauf der Feldlinien zu erzielen. In F i g. 7 ist der Bereich der Stirnfläche um die Bohrung für den Korpuskularstrahl herum abgerundet.
Dagegen ist im Falle der F i g. 8 die Stirnfläche vollkommen eben ausgebildet und der Durchmesser der Bohrung im Bereich der Stirnfläche sehr klein gehalten. Diese Maßnahme hat einen großen Maximalwert H0 der Feldstärke im Spalt bei kleiner Länge des felderfüllten Bereichs am Korpuskularstrahl zur Folge.
F i g. 9 zeigt eine Variante der Anordnung nach F i g. 8, bei der zusätzlich zu der Durchmesserverringerung der Bohrung eine Abschrägung und Abrundung der Stirnfläche am Spalt vorgesehen ist.
Wie aus diesen Bemerkungen hervorgehen dürfte, müssen der Abstand s zwischen den beiden Zylindern, ihre Länge und die Formgebung der spalt-
ao begrenzenden Stirnflächen der Zylinder weitgehend empirisch im Hinblick auf die speziellen Verhältnisse in dem jeweiligen Korpuskularstrahlgerät bestimmt werden.
Fig. 10 schließlich zeigt eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Linsenanordnung, bei der um die beiden ebenfalls mit 2 und 3 bezeichneten Zylinder herum zwei felderzeugende Wicklungen 8 und 9 vorgesehen sind. Die beiden Abschirmzylinder 2 und 3 sind mit weiteren supraleitenden Abschirmungen 10 und IL versehen. Die Kühlmittelbehälter sind, wie schon in den anderen Figuren, nicht dargestellt, da ihre Ausbildung und Anordnung an sich bekannt sind.
Durch die Aufteilung in zwei Linsenwicklungen 8 und 9 ist der Spalt 5 gut zugänglich. In ihm können, wie bei 12 angedeutet, zusätzliche Wicklungen vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, ein Präparat, eine Blende oder Stigmatorelemente von der Seite her in den Spalt s einzuführen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
509 617/34

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Magnetische Linsenanordnung mit stromdurchllossener Linsenwicklung und mit möglichst kleiner Öffnungsfehlerkonstante, für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte, mit zwei Abschirmzylindern, die in Richtung der Achse der Linsenanordnung in einem durch die sich gegenüberstehenden Stirnflächen der beiden Abschirmzylinder begrenzten Abstand aufeinanderfolgen und koaxial zu dieser Achse angeordnet sind, wobei diese Abschirmzylinder aus supraleitendem Material bestehen, eine Bohrung für den Durchtritt des Korpuskularstrahls aufweisen und mit einem Tiefkühlmittel in wärmeleitender Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der durch diesen Abstand (5) der Stirnflächen (6, 7) gebildete Linsenspalt frei von abschirmenden Teilen aus supraleitendem Material ist, daß der Abstand so bemessen ist, daß die Öffnungsfehlcrkonstante minimal ist, und daß der Bohrungsdurchmesser der Abschirmzylinder auf den für den Durchtritt des Korpuskularstrahls erforderlichen Mindestwert bemessen ist.
2. Linsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Linsenspalt (S) begrenzenden Stirnflächen (6, 7) der beiden Abschirmzylinder (2, 3) so geformt sind, daß Magnetflußsprünge im supraleitenden Material vermieden sind (Fig. 3 bis 7 und 9).
3. Linsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abschirmzylinder (2, 3) mit ihren einander abgewandten Stirnflächen sich in Bereiche vernachlässigbarer Feldstärke erstrecken.
4. Linsenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abschirmzylinder (2, 3) mit weiteren Abschirmungen aus supraleitendem Material verbunden sind, die die um die Abschirmzylinder (2, 3) herum angeordnete Linsenwicklung (1) außer auf ihren den Abschirmzylindern (2,3) zugekehrten Oberflächenbereichen allseitig umgeben. ·
5. Linsenanordnung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmzylinder (2, 3) und die gegebenenfalls vorgesehenen weiteren Abschirmungen aus gesintertem Niob-3-Zinn (Nb.,Sn) bestehen.
6. Linsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenwicklung in zwei Linsenwicklungen (7, 8) derart aufgeteilt ist, daß der Linsenspalt (S) seitlich gut zugänglich ist.
DE19661564714 1966-09-21 1966-09-21 Magnetische Linsenanordnung für unter Vakuum arbeitende Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere Objektivlinsenanordnung für Elektronenmikroskope Expired DE1564714C3 (de)

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