DE818986C - Elektrostatische oder elektromagnetische Elektronenlinse zum Aussortieren von Elektronen - Google Patents

Description

• Elektrostatische oder elektromagnetische Elektronenlinse zum Aussortieren von Elektronen Trägt man den absoluten Betrag der Brennweite f einer elektrostatischen Elektronenlinse in Abhängigkeit von auf, worin UK die Kathodenspannung und Uz die Linsenspannung bezeichnet, so durchläuft f, wenn man von sehr hohen Werten von 0 zu kleineren übergeht, zunächst ein Minimum. Mit weiter sinkendem o steigt f auf sehr hohe Werte. Erniedrigt man 0 durch entsprechende Wahl der Linsenspannung noch weiter, so sinkt f wieder und durchläuft mit abnehmendem QJ ein weiteres Minimum, wie in Fig. i angedeutet ist. Dieser zweite Bereich ist im Vergleich zum ersten sehr schmal, d. h. selbst Elektronen, die gegenüber den normalen nur eine um wenige Volt abweichende Geschwindigkeit haben, unterliegen derart geringen Brechkräften, daß sie von -Elektronen mit Normalgeschwindigkeit leicht zu trennen sind. Erniedrigt man fö noch weiter, so findet man ein drittes Minimum von f, das sich von dem zweiten dadurch unterscheidet, daß es noch schmaler ist. Läßt man o noch weiter abnehmen, so findet man noch eine Reihe weiterer Brennweitenminima. Wegen der einfacheren Stabilisierung wird man jedoch in der Regel im Bereich des zweiten oder dritten Brennweitenminimums arbeiten, wenn man die Elektronenlinse gemäß der Erfindung dazu benutzen will, Elektronen normaler Geschwindigkeit von im Vergleich dazu verlangsamten Elektronen zu trennen. Besonders zweckmäßig ist es, eine elektronenoptische Anordnung, insbesondere ein Elektronenübermikroskop, mit einer Elektronenlinse gemäß der Erfindung, bei der Mittel zum Abfangen von gegenüber der normalen Geschwindigkeit verlangsamten Elektronen vorgesehen sind, zu versehen. Fig. 2 zeigt eine solche Anordnung in schematischer Darstellung. Die aus einer nicht dargestellten elektronenoptischen Vorrichtung i austretenden Elektronenstrahlen 2 treffen auf die gemäß der Erfindung im Bereich ihres zweiten oder eines höheren Brennweitenminimums arbeitende Elektronenlinse 3. Die Elektronen geringerer Geschwindigkeit 5 werden durch die Linse schwächer gebrochen als die Elektronen 4 mit Normalgeschwindigkeit, so daß sie nahezu vollständig, durch die in der bildseitigen Brennebene angebrachte Blende 6 abgefangen werden können. Auf dem Ruffänger 7 (photographischer Schicht oder Leuchtschirm) entsteht daher ein fast nur von Elektronen mit normaler Geschwindigkeit erzeugtes Bild.
• Die gemäß der Erfindung betriebene Elektronenlinse wird mit Vorteil in Anordnungen zum Erzeugen elektronenoptischer Bilder derart angeordnet, daß sie von den Elektronenstrahlen außerhalb ihrer Achse, vorzugsweise etwa parallel zu dieser, getroffen wird. Das von den Elektronen 4 normaler Geschwindigkeit erzeugte Bild 8 entsteht dann bei entsprechender Begrenzung der Strahlenbündel 2 an einem Ort 8, an den praktisch keine der verlangsamten Elektronen 5 gelangen, wie in Fig. 3 angedeutet ist. Mit einer solchen Anordnung kann man daher, wenn man die Mittel zum Auffangen des Elektronenbildes (Leuchtschirm oder photographische Platte) entsprechend anordnet, nur durch Elektronen normaler Geschwindigkeit erzeugte Bilder herstellen.
• Da die Ausblendung bzw. Trennung durch die geschilderten Maßnahmen nicht ganz vollkommen erreicht wird, ist es unter Umständen vorteilhaft, mehrere solcher Anordnungen derart hintereinander anzubringen, daß jeweils die aus der vorgeschalteten Anordnung austretenden, durch sie möglichst homogenisierten Elektronenstrahlen durch die nachfolgende Anordnung weiter homogenisiert werden.
• Die Erfindung läßt sich in analoger Weise mit elektromagnetischen Elektronenlinsen verwirklichen. Wenn man bei diesen Linsen den absoluten Betrag der Brennweite f in Abhängigkeit vom Spulenstrom darstellt, so erhält man eine Kurve, die mehrere Minima aufweist und der in Fig. i dargestellten ähnlich ist. Auch solche Linsen kann man zum Aussortieren von Elektronen, insbesondere als Projektiv in Elektronenübernrikroskopen verwenden, wenn man ihren Linsenstrom derart wählt, daß sie im Bereich ihres zweiten oder eines höheren Brennweitenminimums arbeiten.
• Man kann elektronenoptische Einrichtungen gleichzeitig mit elektrostatischen und elektromagnetischen Linsen ausrüsten, von denen eine beliebige Anzahl gemäß der Lehre der Erfindung betrieben werden kann.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrostatische oder elektromagnetische Elektronenlinse zum Aussortieren von Elektronen, insbesondere Projektiv für Elektronenübermikroskope, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Linsenspannung bzw. ihr Linsenstrom derart gewählt ist, daß sie im Bereich ihres zweiten oder eines höheren Minimums arbeitet.
2. 2. Elektronenoptische Anordnung, insbesondere Elektronenübermikroskop, mit einer Elektronenlinse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Abfangen von gegenüber der Normalgeschwindigkeit verlangsamten Elektronen, vorzugsweise in der bildseitigen Brennebene angebrachte Blenden, vorgesehen sind.
3. 3. Elektronenoptische Anordnung zum Erzeugen elektronenoptischer Bilder mit einer Elektronenlinse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse derart angeordnet ist, daß sie von den Elektronenstrahlen außerhalb ihrer optischen Achse, N-i--zt:gsweise etwa parallel zu dieser, getroffen wird, und daß Mittel zum Auffangen des Elektronenbildes an einem Ort angebracht sind, an den möglichst nur Elektronen mit Normalgeschwindigkeit gelangen.
4. 4. Elektronenoptische Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Anordnungen nach Anspruch 2 und/oder 3 derart hintereinander angeordnet sind, daß jeweils die aus der vorgeschalteten Anordnung austretenden, möglichst homogenisierten Elektronenstrahlen durch die nachfolgende Anordnung weiter homogenisiert werden.