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Korpuskularstrahlgerät. insbesondere Elektronenmikroskop Bei Korpuskularstrahlgeräten,
beispielsweise Elektronenmikroskopen, ist es üblich, einen Präparatträger aufnehmenden
Objekttisch vorzusehen, der für die Untersuchung der Präparate transversal verschiebbar
ist. Am Objekttisch greift hierfür eine Verstellvorrichtung an, die die Verschiebung
des Objekttisches bewirkt. Der Objekttisch nimmt in seinem vom Korpuskularstrahl
durchsetzten Zentrum einen Präparatträger auf, der gemeinsam mit dem Objekttisch
verstellbar ist, so daß der gesamte Präparatbereich abgetastet werden kann.
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Fur verschiedene Untersuchungen der Präparate sind hohe oder tiefe
Präparattemperaturen im Bereich von z. B. + 1000 0C bis 0 - 250 C erwünscht. Mit
dem Präparatträger werden deshalb Heiz- und Kühlvorrichtungen verbunden, die eine
Beheizung oder Kühlung des Präparates ermöglichen. Dabei ergeben sich wegen der
mechanischen Kopplung zwischen dem Präparatträger, dem Objekttisch und den zugehörigen
Teilen des Korpuskularstrahlgerätes Wärmeübergänge, die zu einer Objektdrift mit
häufig unerwünscht langen Einlaufzeiten führen.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Korpuskularstrahlgerät, insbesondere
Elektronenmikroskop, mit einem Objekttisch, der in seinem vom Korpuskularstrahl
durchsetzten Zentrum heiz-oder kühlbare Präparatträger aufnimmt und quer zur Achse
des Korpuskularstrahls verschiebbar ist, und mit einer die Verschiebung des Objekttisches
bewirkenden, am Objekttisch angreifenden Verstellvorrichtung. Um beim Auineizen
bzw. Abkühlen des Präparatträgers die Objektdrift zu verringern, ist
erfindungsgemäß
der Angriffspunkt der Verstellvorrichtung am Objekttisch gegenüber dessen Zentrum
in Verschiebungsrichtung versetzt angeordnet. Die Versetzung des Angriffspunktes
ist nach der Erfindung so gewählt, daß sich durch Wärmedehnungen bedingte Längenänderungen
der Verstellvorrichtung und des Objekttisches in der Verschiebungsrichtung, bezogen
auf das Obj ekttischzentrum, kompensieren.
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Der sich zwischen dem Objekttisch und der Verstellvorrichtung ausbildende
Wärme fluß übt durch die mit der Erfindung erzielte Kompensatio-n nur noch einen
geringen Drifteinfluß aus.
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Bei einem ersten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist mit dem
Objekttisch eine längs der Verschiebungsrichtung angeordnete Brücke starr verbunden,
deren eines freies Ende mit der Verstellvorrichtung gekoppelt ist, wobei der starre
Verbindungspunkt der Brücke mit dem Objekttisch den Angriffspunkt bildet. Bei vorgegebener
Exzentrizität des Angriffspunktes sind bevorzugt die Materialien der Brücke und
des Objekttisches so gewählt, daß sich durch Wärmedehnungen bedingte Längenänderungen
der Brücke und des Objekttisches kompensieren. Als Material ist bevorzugt für den
Objekttisch Messing und für die Brücke Titan verwendet.
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Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung weist die
Verstellvorrichtung ein mit dem Objekttisch in Kontakt stehendes Teil auf, das aus
einem Material mit geringer thermischer Leitfähigkeit besteht. Dabei ist das mit
dem Objekttisch in Kontakt stehende Teil beispielsweise ein Stößel.
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Dieser Stößel kann vorteilhaft wenigstens teilweise aus Quarzglas
bestehen. Damit ergibt sich vorteilhaft eine Möglichkeit, den Wärmefluß zwischen
dem Objek-ttisch und der Verstellvorrichtung zu verringern. Die vom Präparat erwünschten
Endtemperaturen
werden daher mit weitaus geringeren Drifterscheinungen
erreicht. Der unvermeidbare Re stwärme fluß durch das mit dem Objekttisch in Kontakt
stehende Teil führt wegen der Längenkompensation zu nur geringen Positionsänderungen
der Präparate in bezug auf den Korpuskularstrahl.
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Sofern bei diesem Ausführungsbeispiel der Objekttisch aus Messing
aufgebaut ist, kann das mit dem Objekttisch in Kontakt stehende Teil wenigstens
teilweise aus Titan bestehen.
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Anhand der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung
beschrieben.
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Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Querschnitt durch
ein Elektronenmikroskop mit einer Draufsicht auf den Objekttisch.
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In Fig. 2 ist in einer der Fig. 1 ähnlichen Darstellung ein zweites
Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch gezeichnet.
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Das in Fig. 1 dargestellte Elektronenmikroskop weist ein zylindrisches
Gehäuse 1 auf, dessen Innenraum 2 an eine nicht weiter dargestellte Pumpe angeschlossen
ist. Der Innenraum 2 nimmt einen Objekttisch 3 auf, der innerhalb des Gehäuses 1
in Pfeilrichtung 4, 5 verstellbar ist. Der Objekttisch 3 weist in seinem vom Korpuskularstrahl
durchsetzten Zentrum eine konische Bohrung 6 auf, die zur Aufnahme von heiz- oder
kühlbaren Präparatträgern bestimmt ist.
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Mit dem Objekttisch 3 ist eine die Randkontur 7 des Objekttisches
3 übergreifende Brücke 8 starr verbunden, deren eines freies Ende 8a sich an einer
gehäusefesten Gegenfederanordnung 9 abstützt und deren anderes freies Ende 8b mit
einem Verstellantrieb 10 zusammenwirkt.
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Bei einem Verstellen des Verstellantriebes 10 in Pfeilrichtung 11
wird der Objekttisch 3 von der Brücke 8 in Pfeilrichtung 4 bewegt. Die beiden freien
Enden 8a, 8b der Brücke 8 sind in einem den Objekttisch 3 umgebenden Rahmenteil
12 verschiebbar geführt. Der Rahmenteil 12 weist Zapfen 13, 14 auf, die in gehäusefesten
Rollen 15 verschiebbar laufen. Der Zapfen 13 wirkt mit einem Verstellantrieb 16
zusammen, während sich der Zapfen 14 an einer Gegenfederanordnung 17 abstützt.
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Bei einer Bewegung des Verstellantriebes 16 in Pfeilrichtung 18 wird
der Objekttisch 3 über den Rahmenteil 12 und die Brücke 8 in Pfeilrichtung 5 bewegt.
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Die Brücke 8 ist im Punkt 19 mit dem Objekttisch 3 starr verbunden.
Der Punkt 19, der den Angriffspunkt der Verstellvorrichtung 10 am Objekttisch 3
bildet, ist gegenüber dem Zentrum des Objekttisches 3 derart in Verschiebungsrichtung
4 versetzt angeordnet, daß sich durch Wärmedehnungen bedingte Längenänderungen der
Verstellvorrichtung 8, 10 (L1) und des Objekttisches 3 (L2) in der Verschiebungsrichtung
4, bezogen auf das Objekttischzentrum, kompensieren. Der Objekttisch 3 besteht im
dargestellten Ausführungsbeispiel aus Messing, während die Brücke 8 aus Titan gefertigt
ist. Bei einer Erwärmung oder Abkühlung des in der Bohrung 6 angeordneten Präparatträgers
werden die Wärmedehnungen des Objekttisches 3 und der Brücke 8 kompensiert, dadurch,
daß sich die Längenänderungen der Längen L1 und L2 gegenseitig aufheben.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Kompensation der Längenänderungen
zwischen Verstellvorrichtung und Objekttisch nur in Verschiebungsrichtung 4 vorgenommen.
In Verschiebungsrichtung 5 ist eine Kompensation nicht erforderlich, weil der Angriffspunkt
der Verstellvorrichtung 16 durch eine Linie durch das Objekttischzentrum führt.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, weist der Objekttisch 3 an seinem
Umfang zwei Betätigungsflächen 20 auf, die mit Teilen 21, 22 der Verstellvorrichtungen
23, 24 in Kontakt stehen. Die mit dem Objekttisch 3 in Kontakt stehenden Teile 21,
22 sind als Stößel ausgebildet und bestehen auf ihrer dem Objekttisch 3 zugewandten
Seite aus Titan sowie auf ihrer der Verstellvorrichtung 23 bzw. 24 zugewandten Seite
aus Quarzglas. Es ist aber auch möglich, die Stößel 21, 22 aus keramischem Material
aufzubauen. Außerdem sind Titan-Vanadium-Chrom-Legierungen oder auch Wolfram mit
Vorteil verwendbar.
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Der Objekttisch 3 ist im Lager 25 geführt und von einer Gegenfederanordnung
26 belastet. Um den Objekttisch 3 in Pfeilrichtung 30 auszulenken, muß der Verstellantrieb
24 in Pfeilrichtung 27 bewegt werden. Zu einer Verstellung des Objekttisches in
Pfeilrichtung 29 wird der Verstellantrieb 23 in Pfeilrichtung 28 bewegt. Die mit
dem Objekttisch 3 in Kontakt stehenden Teile 21, 22 sind über Zwischenglieder 31,
32 betätigt, die an Blattfedern 33, 34 befestigt sind. Die Blattfedern 33, 34 bilden
reibungsfreie Winkelhebel und sind mit dem Gehäuse 1 starr verbunden.
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Wie aus Fig. 2 entnehmbar, sind die Betätigungsflächen 20 des Objekttisches
3 als Angriffspunkte der Verstellvorrichtung gegenüber dem Objekttischzentrum derart
in Verschiebungsrichtung (Achse der Stößel 21, 22) versetzt angeordnet, daß sich
die durch Wärmedehnungen bedingten Längenänderungen L1 und L2 der Verstellvorrichtung
21, 22 und des Objekttisches 3 in der Verschiebungsrichtung, bezogen auf das Objekttischzentrum,
kompensieren. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die sich
bei Erwärmung bzw. Abkühlung des in der Bohrung 6 angeordneten Präparatträgers ergebenden
Längenänderungen in beiden Verstellrichtungen 29, 30 kompensiert.
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Die mit zwei Beispielen für Elektronenmikroskope beschriebene Erfindung
ist mit Vorteil auch bei anderen Korpuskularstrahlgeräten, wie z. B. Beugungsgeräten,
lonenmikroskopen od. dgl.
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verwendbar.
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7 Ansprüche 2 Figuren