DE888893C

DE888893C - Elektronenmikroskop zur Durchstrahlung eines Objektes mit Kondensorlinse und einer oder mehreren Abbildungslinsen (Objektivlinse, Projektionslinse)

Info

Publication number: DE888893C
Application number: DES7163D
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Ruska
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-07-22
Filing date: 1939-07-23
Publication date: 1953-09-07

Description

Es sind=Elektronenmikroskgpe bekannt, bei denen der Elektronenstrahl nach Sammlung irr einer Kondensorlinse den Objektträger durchsetzt und bei denen eine oder mehrere zur Vergrößerung dienende Elektronenlinsen zur Abbildung des Objektes dienen,. Bei solchen Anordnungen ist es aus. Gründen der Fehlerfreiheit erforderlich, eine möglichst kleine Objektivblende zu verwenden. Kleine Objektivblenden haben bei den bisher bekannten Anordrl,ungen eine in vielen Fällen unerwünschte Begrenzung des Gesichtsfeldes zur Folge. Zweck der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, bei der das beobachtbare Gegenstandsfeld im. Elektronenmikroskop größer als die Blende im Objektiv sein, soll. Erfindungsgemäß ist die Brennweite- der Kondensorlinse so gewählt, daß der Konvergenzpunkt der Elektronenstrahlen in -die Objektivblendenöffnung fällt, welche kleiner gewählt ist als das abzubildende Objektfeld. Da der "Könvergenizpunkt das von der Kondensorlinse erzeugte Bild der Kathode ist, wird bei der vorliegenden Anordnung der Erfindung also die Brennweite dieser beispielsweise als Magnetspule ausgebildeten-Linse so:.-gewählt, daß, das Kathodenbild in die Objektivblendenöfnung fällt. Bei dieser Anordnung kann der durchstrahlte Objektbereich größer gemacht werden als die Objektivblende. Bei genügender Kleinheit der Kathode ist der Strahlquerschnitt in der Objektivblende auch ohne körperliche -Blende- an dieser Stelle genügend klein und das Bild entsprechend fehlerfrei.
Um die konvergente Durchstrahlung von Objekten im Elektronenmikroskop durchführen zu können., empfiehlt es sich also, eine Kathode von äußerster Kleinheit zu -verwenden, die von- einer nahezu punktförmigen Stelle in einem nicht--zu kleinen Winkel strahlt. Bei einer solchen Kathode treffen den einzelnen Objektpunkt nahezu nadelförmige Strahlen, die alle in die Ob,jektivblende konvergieren, und auf dem Objekt einen größeren Bereich durchstrahlen, als es der Objektivblende entspricht. Man, kann: z. B. als Elektronenstrahlquelle zur Objektdürchstrahlung eine Spitzenkathode (z. B. Wolframkathode) -verwenden, die alle die obenerwähaten Bedingungen erfüllt. Ein besonderer Vorteil einer solchen Kathode besteht auch noch darin, daß die Heizquelle fortfällt und evtl. auch die Steuerelektrode und die dazu erforderliche Steuerspannung.
Die Abbildung zeigt schematisch als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Längsschnitt durch ein mit Magnetspulen als Linsen ausgestattetes Elektronenmikroskop. Selbstverständlich können auch elektrische Linsen verwendet werden. Mit i ist die Kathode des Glühelektronenrichtstrahlers bezeichnet. Von dieser Kathode ,geht ein: Elektronenstrahl mit der 'Strahlerapertur las aus. Der Elektronenstrahl wird mit Hilfe einer Kondensorspule 2 gesammelt und durchtritt die Objektträgerb:lende 3. Im Strahlengang dahinter angeordnet ist eine Objektivspule q., welche miteiner besonderen Objektivblende 5 versehen ist. Bei 6 ist ein Leuchtschirm zur Erzeugung eines Zwischenbildes angedeutet.
Der Kathodendurchmesser ist mit dk, der Durchmesser des Objektfeldes mit do, der Durchmesser der Objektivblende mit do B bezeichnet. Unter Berücksichtigung der im Ausführungsbeispiel eingetragenen Abstände soll sein: Wie aus der Abbildung erkennbar ist, fällt der Konvergenzpunkt der von der kondensorspule 2 zusammengefaßten Elektronenstrahlen -in die öfnung der Objektivbleride 5.
Wie bereits eingangs erwähnt worden ist, kann man bei der beschriebenen. Anordnung als Strahlerzeugungsquelle mit Vorteil eine Spitzenkathode verwenden. Der Krüm.mungsradius einer Spitzenkathode (Wolframeinkristall) beträgt zo--4 mm, also-ist dk = 2 X io-4 mm. Die fehlerfreie Apertur a, der Magnetobjektive beträgt heute etwa io-3. Bei der Objektivbrennweite fo = 5 mm müßte daher die O.bjektivblendeeinen Durchmesser haben doB=2aofo=2-io-3-5=o,oimm. Man muß daher für die Abbildung der Kathode in die Objektivblendenöffnung eine Vergrößerung wählen. -Beträgt die Strahlerapertur der Spitzenkathode a, = o,2, so ist die Apertur des durchstrahlenden Bündels beim Durchtritt durch die Objektivblende Das durchstrahlte Objektfeld hat die Größe während die Objektivblende nur die Größe dB = o,oi mm hatte.

Claims

PATENTANSPRUCH: Elektronenmikroskop zur Durchstrahlung eines Objektes mit Kondensorlinse und einer oder mehreren Abbildungslinsen (Objektivlinse, Projektionslinse), dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite der Kondensorlinse so gewählt ist, daß der Konvergenzpunkt der Elektronenstrahlen. in die Objektivblendenöffnung fällt, welche kleiner gewählt ist als das abzubildende Objektfeld.