DE872240C - Elektronenmikroskop - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 30. MÄRZ 1953

N 694 VIII c J3ig

Elektronenmikroskop

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektronenmikroskop, bei dem der von Elektronen durchstrahlte Gegenstand und eine Begrenzungsblende nahe beieinander im Strahlengang des Geräts angeordnet sind. Diese Anordnung findet oft Anwendung zum Auffangen von Randstrahlen, die durch Streuung im Gegenstand entstehen und die eine Bündelstreuung veranlassen, so daß die Bildgüte beeinträchtigt wird.

Der Gegenstand wird meistens an einem Träger befestigt, der durch die Röhrenwand luftdicht in den entlüfteten Raum eingeführt wird. Es wird dabei dafür Sorge getragen, daß nach der Anordnung des Trägers der Gegenstand sich in der Mitte des Strahlenbündels befindet. Für eine richtige Orientierung des Gegenstandes gegenüber dem Bündel ist es jedoch oft erwünscht, daß der Gegenstand etwas in der Ebene senkrecht zum Strahlen^ bündel verschiebbar ist. Dies ist besonders erforderlich, wenn von den durch den Gegenstand hindurchfallenden Strahlen mittels einer hinter diesem angeordneten Blende ein enges Bündel abgetrennt wird, indem die Öffnung der Blende kleiner als der Bündelquerschnitt gewählt ist. In diesem Fall muß der Gegenstand gegenüber der Öffnung in der Blende verschiebbar sein, damit die für die Bildwiedergabe wesentliche, richtige Einstellung gefunden werden kann.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bauart, bei der .diese Möglichkeit vorliegt, und bezieht sich

außerdem auf die Vorrichtung zum Verschieben des Gegenstandes und auf den luftdichten Verschluß zwischen den verschiebbaren Teilen und den fest angeordneten Teilen des Mikroskops. Gemäß der Erfindung ist der Platz für den Objektträger in einer plattenförmigen Metallscheibe vorgesehen, die mit einer öffnung in der Mitte zum Durchlassen des Elektronenbündels versehen ist. Diese Scheibe ist in- der Ebene senkrecht zum ίο Strahlengang verschiebbar und zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilen der den Bümdelkanal umgebenden Wand des Mikroskops angeordnet, wobei zwischen jedem dieser Teile und der Scheibe ein luftdichter Verschluß vorgesehen ist. Der abzubildende Gegenstand braucht nur über geringe Abstände verschiebbar zu sein. Die größte Verschiebung aus der Mitte des Elektronenstrahls beträgt etwa 1 mm, aber meistens wird eine Verschiebung von wenigen Zehnteimillimeterri ■ ausreichen. Die geringe Verschiebung stellt an die Bewegungsvorrichtung hohe Anforderungen, wie z. B. das Vermeiden jedes Spiels. Dies wird gemäß der Erfindung erreicht, indem die den Gegenstand enthaltende Scheibe mit zwei auswärts vorstehenden, unter einem Winkel von 90°' radial angeord-, neten, etwas biegsamen Metallstäben versehen ist. Mit dem Ende jedes Stabes wirkt ein geknickter Hebel zusammen, mittels dessen in der Längsrichtung der Stäbe wirksame Zug- und Druckkräfte zur Verschiebung der Scheibe ausgeübt werden können. Zur Vermeidung von Spiel zwischen dem Einstellmechanismus und dem fest mit der Scheibe verbundenen Hebel ist dessen freies Ende zwischen einer in der Längsrichtung verschiebbaren Druckstange, die mit einem in der.Nääie des Strahlenauffangschirms des Mikroskops angeordneten Einstellorgan zusammenwirkt, und einem nachgiebig angeordneten Organ eingeklemmt, das eine gegen die' Druckstange gerichtete Kraft auf den Hebel ausübt. Mittels des Einstellorgane wird eine Verschiebung der Druckstange und somitidiegewünschte Verschiebung des Gegenstandes gegenüber der Mitte des Strahlenbündel» bewerkstelligt.

Der luftdichte Verschluß der Scheibe gegenüber den benachbarten, fest angeordneten Teilen des Mikroskops, in denen der Strahlenkanal vorgesehen ist, kann gemäß der Erfindung auf nachstehende Weise bewerkstelligt werden. Die Scheibe ist beiderseits' des Gegenstandsraums mit zentral angebrachten Aussparungen versehen, in die konische Enden der festen Teile des Mikroskops reichen. Der Verschluß ergibt sich mit Hilfe wulstförmiger Gummiringe runden Querschnitts, die in die Winkel zwischen den Kegelflächen der festen Teile und der Oberfläche beiderseits der Scheibe gedruckt werden. Das Andrücken erfolgt durch den Druckunterschied außerhalb und innerhalb des Mikroskops. Dieser Druck kann, noch dadurch vergrößert werden, daß den Ringen ein Durchmesser kleiner als der Durchmesser der umfaßten Teile gegeben wird, so daß sie bei der Verschiebung längs der konischen Oberflächen erweitert werden. Die infolgedessen im Material auftretende Spannung drückt' dieRinge gegen i die Scheibenoberfläche, so daß auch beim Fehlen eines Druckunterschieds bereits ein Verschluß bewerkstelligt wird.

Die !Erfindung wird an Hand der Zeichnung noch näher erläutert, in der

Fig. ι einen Längsschnitt durch einen Teil des Elektronenmikroskops zeigt, auf welche sich die !Erfindung besonders bezieht, und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Objektträger zeigt.

Die linke Hälfte der Fig. 1 ist ein Schnitt über die Linien-B und die rechte Hälfte ein Schnitt über die Linie B-C der Fig. 2. Die Magnetspulen 1 und 2 dienen zur Erzeugung magnetischer Felder für beiderseits des Objekts angeordnete, in der Figur nicht dargestellte Fokussierungslinsen. Sie umgeben je einen mittleren Teil 3 bzw. 4, die mit einem Durchgang 5 for das Elektronenbündel versehen sind. Die beiden Wandteile 3 und 4, welche diesen Bündelkanal umfassen, enden in einem Abstand voneinander, und im Zwischenraum wird der Gegenstand angeordnet, von dem mit Hilfe des Elektronenbündels eine Abbildung auf einem in der Zeichnung nicht dargestellten Auffangschirm erzeugt werden soll. Der Gegenstand 7 ist auf einem Träger befestigt, der aus einem dünnen Stab 6 besteht. Letzterer ist am Knopf 8 befestigt, der sich auf der Außenseite des Mikroskops befindet und mit dessen Hilfe der Objektträger zur Auswechslung des Objekts entfernt werden kann. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß beim Entfernen des- Objektträgers der zur Aufnahme des Trägers dienende Kanal abgedichtet wird, indem ein Saugnapf 9 infolge des Drucks der Feder 10 verschoben wird, bis dieser die Kanalöffnung verschließt. Der Objektträger 6 ist mit einer kleinen öffnung 11 versehen, an welcher der Gegenstand mittels eines nachgiebigen Metallstücks 12 festgeklemmt wird. Wenn der Objektträger im Gerät angebracht ist, entspricht die öffnung im Träger der Mitte des Strahlenbündels.

Unterhalb des Gegenstandes und in dessen Nähe liegt die Strahlenblende 13, die aus einer Metallplatte besteht, die mit einer öffnung versehen ist, die kleiner als die öffnung im Objektträger ist. Die Blende wird mit Hilfe des Trägers 14 mittels zweier Schrauben 15 und einer am Träger befestigten Mutter 16 an der Wand 17 des Mikroskops festgeklemmt. Die Befestigung ist derart, daß mittels der Schrauben 15 und der Mutter 16 die Blendenöffnung genau in die Mitte des Strahlenbündels gebracht werden kann. Die eigentliche Strahlenblende ist an einem im Träger ruhenden Organ befestigt, das mit dem Knopf 18 verbunden ist, wodurch die Blende entfernt werden kann, ohne daß die Einstellung des Trägers etwas geändert wird. Der Träger steht durch eine radiale öffnung in der Scheibe hervor und ist mit der.Scheibe durch eine biegsame und außerdem luftdichte Kupplung verbunden;

Es kann erwünscht sein, einen anderen Teil des Gegenstandes abzubilden als denjenigen, der sich in der'Mitte des Bündels vor der Blendenöffnung

befindet. Dies könnte durch Verschiebung der Blende bewerkstelligt werden, aber infolgedessen verschiebt sich außerdem die Abbildung des Gegenstandes am Auffangschirm. Vorzugsweise wird daher der Gegenstand verschoben werden. Zu diesem Zweck ist der Platz für den Objektträger in einer flachen Scheibe 19 mit rundem Querschnitt vorgesehen. Diese Scheibe ruht in einer Nut 20, die in der Wand 17 des Mikroskops vorgesehen ist, wobei der Durchmesser der Nut etwas größer ist als der der Scheibe, so daß letztere in der zur Bündelachse senkrechten Ebene in allen Richtungen etwas Spiel aufweist.

Die Verschiebung des Gegenstandes ist in der Regel auf einige Zehntelmillimeter beschränkt und muß daher mit großer Genauigkeit durchgeführt werden. Die Bewegungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist in der rechten Hälfte der Fig. 1 dargestellt. Diese Figur ist ein Schnitt über die

so Linie B-C der Fig. 2. Mit der Scheibe 19 sind zwei radial gerichtete Stäbe 21 und' 22 verbunden, die einen Winkel von 90⁰' einschließen und in je einem Metallblock 23, 24 eingeklemmt sind. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Block 23 an einem Hebel 25 mittels einer Schraube 26 befestigt ist. Der- Hebel 25 hat seinen Drehpunkt in der Welle 27, mit der er mittels der Klemmschraube 28 verbunden ist. Auf diese Weise ergibt sich ein geknickter Hebel, dessen kurzer Arm an der Scheibe 19 befestigt ist.

Der lange Arm des Hebels ist zwischen der Druckstange 29 und einem Organ 30 eingeklemmt, das in einer Buchse 31 verschiebbar angeordnet ist und mittels der Feder 32 auswärts und gegen den Hebel gedrückt wird. Infolge der Einklemmung des Hebels zwischen der Druckstange 29 und dem Organ 30 ist das Auftreten von Spiel an den Angriffspunkten vermieden, so daß irgendeine Verschiebung der Druckstange unmittelbar auf den Hebelarm übertragen wird. Diese Verschiebung erfolgt mittels des verstellbaren Schraubenbolzens 33, der zum Erleichtern der Bedienung mit einem Knopf 34 versehen ist. Etwaiges Spiel im Schraubengewinde der Einstellschraube 33 wird infolge des Drucks der Feder 32 gleichfalls behoben. Durch Verwendung von Mikrometerschraubengewinde an der Einstellschraube 33 kann die Einstellung mit der erforderlichen Genauigkeit durchgeführt werden. Die Einstellschraube kann bei dieser Ausführungsform durch Verwendung hinreichend langer Druck- stäbe in der Nähe des Bildschirms des Mikroskops angeordnet sein, wodurch irgendeine Änderung der Einstellung unmittelbar auf dem Bildschirm wahrgenommen werden kann. Die Stützen 35 und 36 der verschiedenen Teile des Einstellmechanismus sind an der Wand 17 des Mikroskops befestigt.

Es muß dafür Sorge getragen werden, daß keine Luft in den Bündelkanal bei der Bewegung der Scheibe eindringen kann, so daß für die Abdichtung dieser Scheibe und der feststehenden, die Entladungsbahn umfassenden Teile des Mikroskops besonders Sorge getragen werden muß. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt der Bündelkanal in den Teilen 3 und 4, und die Abdichtung wird zwischen diesen Teilen und der Scheibe 19 vorgesehen. Zu diesem Zweck werden gemäß der ErfmdungGummiringe37 und 38 verwendet, die einen runden Querschnitt haben. .Die Scheibe 19 ist beiderseits des Gegenstandsraums mit mittleren Aussparungen 39 und 40 versehen, in denen die kegelförmigen Enden der Teile 3 und 4 liegen. Die Aussparungen sind etwas breiter als der kleinste Durchmesser der konischen Enden der Teile 3 und 4, so daß sie die Bewegung der Scheibe nicht hindern. Die Gummiringe 37 und 38 werden in den Winkel gedrückt, der zwischen der konischen Oberfläche der Teile 3 und 4 und der Oberfläche der Scheibe entsteht, wobei der Druckunterschied innerhalb und außerhalb des entlüfteten Raums das Andrücken bewirkt. Indem für die Ringe ein kleinerer Durchmesser vorgesehen ist als der Durchschnitt der Teile 3 und 4 an der Abdichtungsstelle, so daß sie beim Zusammenbau des Mikroskops längs der konischen Oberflächen verschieben und somit erweitert werden, besteht die Sicherheit, daß bereits ein Verschluß beim Fehlen des Druckunterschieds entsteht. Auf diese Weise wird verhütet, daß Luft hineinleckt, wenn mit der Entlüftung der Röhre angefangen wird.

Mit Rücksicht auf den Zusammenbau des Mikroskops ist die Wand 17 längs der Fläche 41 unterteilt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektronenmikroskop, bei dem der zu durchstrahlende Gegenstand und eine Strahlen^ blende nahe beieinander im Strahlengang des Geräts angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der abzubildende Gegenstand in einer plattenförmigen Scheibe angeordnet ist, die mit einer öffnung in der Mitte zum Durchlassen des Strahlenbündels versehen ist und senkrecht zum Strahlengang zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilen der den Strahlenbündelkanal begrenzenden Wand des Mikroskops verschiebbar angeordnet ist, und daß zwischen diesen Teilen und der Scheibe je eine luftdichte Abdichtung vorgesehen ist.

2. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Scheibe zwei etwas biegsame Metallstäbe unter einem Winkel von 90⁰ radial befestigt sind, auf die mittels eines geknickten Hebels in der Längsrichtung wirksame Zug- und Druckkräfte zur Verschiebung des Mittelpunkts der mittleren Öffnung gegenüber der Mitte des Strahlenbündels ausgeübt werden können.

3. Elektronenmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Hebels zwischen einer in der Längsrichtung verschiebbaren Druckstange und einem nachgiebig angeordneten Organ eingeklemmt ist, das einen gegen die Druckstange gerichteten Druck auf den Hebel ausübt.

4. Elektronenmikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einstellorgan

zur Verschiebung der Druckstange in der Nähe des Auffangschirms für das Strahlenbündel vorgesehen ist.

5. (Elektronenmikroskop nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der •Scheibe und den den Bündelkanal begrenzenden Wandteilen des Mikroskops eine Abdichtung aus Gummi vorgesehen ist, die von wulstförmigen Gummiringen mit rundem Querschnitt gebildet werden, welche am Kegelmantel der spitzen Enden dieser festen Teile und an der Scheibe anliegen, wobei die festen Teile über die Berührungsflächen zwischen den Ringen und der Scheibe hinaus in Aussparungen der Scheibe liegen.

Angezogene Druckschriften:
v. A r d e η η e, Manfred; »Elektronen-Übermikroskopie«, Berlin 1940,.S₁ 218;

»Siemens-Zeitschrift«, 1940, Heft 6, S. 2122.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5812 3.53