JP5476146B2 - 透過電子顕微鏡の制御装置および透過電子顕微鏡の制御方法 - Google Patents
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Description
1.1. 透過電子顕微鏡の構成
まず、本実施形態に用いる透過電子顕微鏡について説明する。図1は、本実施形態に用いる透過電子顕微鏡100の構成を説明するための図である。
次に、透過電子顕微鏡100の動作について説明する。図3は、透過電子顕微鏡100の試料105から検出器112までの透過波2および散乱波4の光路を示す図である。なお、図3では、便宜上、試料保持台106、投影レンズ110、および位相板支持部130の図示を省略する。
2.1. 透過電子顕微鏡システムおよび制御装置の構成
次に、本実施形態に係る透過電子顕微鏡システムおよび制御装置の構成について説明する。図4は、本実施形態に係る透過電子顕微鏡システム1000および制御装置200の構成を模式的に示す図である。なお、制御装置200は、計算装置150の機能ブロック図である。以下、上述した図1に示す透過電子顕微鏡100の構成と同様の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
次に、本実施形態に係る透過電子顕微鏡システムおよび制御装置の変形例について説明する。図5は、本変形例に係る透過電子顕微鏡システム2000の構成を模式的に示す図である。なお、本変形例において、上述した図4に示す透過電子顕微鏡システム1000の構成と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
3.1. 第1の実施形態に係る透過電子顕微鏡の制御方法
次に、第1の実施形態に係る透過電子顕微鏡の制御方法について説明する。具体的には、上述した図4に示す透過電子顕微鏡システム1000を用いた透過波2と貫通孔122との間のアライメントのための制御方法(すなわち制御装置200による自動制御)について説明する。図6は、本実施形態に係る透過電子顕微鏡の制御方法の一例を示すフローチャートである。以下、図4に示す透過電子顕微鏡システム1000および図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。
次に、第1の実施形態に係る透過電子顕微鏡の制御方法の変形例について説明する。具体的には、上述した図5に示す透過電子顕微鏡システム2000を用いた透過波2と貫通孔122との間のアライメントのための制御方法(すなわち、制御装置201による自動制御)について説明する。図11は、本変形例に係る透過電子顕微鏡の制御方法の一例を示すフローチャートである。以下、図5に示す透過電子顕微鏡システム2000および図11に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本変形例において、第1の実施形態に係る透過電子顕微鏡の制御方法と同様の工程については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
次に、第2の実施形態に係る透過電子顕微鏡の制御方法について説明する。具体的には、上述した図4に示す透過電子顕微鏡システムにおいて、ユーザーが制御装置200の表示手段250にリアルタイムに表示されるフーリエ変換パターンを見て、手動操作で後焦点面108aにおける透過波2と貫通孔122との位置関係の制御を行った場合について説明する。ここで、本実施形態に係る制御装置200は、制御情報生成手段230および位置制御手段240を含まなくてもよい。図12は、本実施形態に係る透過電子顕微鏡の制御方法の一例を示すフローチャートである。以下、図4に示す透過電子顕微鏡システム1000および図12に示すフローチャートを参照しながら説明する。
次に、第2の実施形態に係る透過電子顕微鏡の制御方法の変形例について説明する。図13は、本変形例に係る透過電子顕微鏡の制御方法の一例を示すフローチャートである。以下、本変形例において、第2の実施形態に係る透過電子顕微鏡の制御方法と同様の工程については同一の符号を付し、説明を省略する。
次に、透過波と貫通孔との間のアライメントを行うための制御プログラムについて説明する。図14は、透過波と貫通孔との間のアライメントを行うための制御プログラムを実行するコンピューター300について説明するための図である。
105 試料、106 試料保持台、108 対物レンズ、110 投影レンズ、
112 検出器、 114 鏡筒、120 位相板、121 基板、
122 貫通孔、123 電極、124 絶縁部、130 位相板支持部、
150 計算装置、200,201 制御装置、210 像取得手段、
220 演算手段、230 制御情報生成手段、240 位置制御手段、
250 表示手段、300 コンピューター、310 処理部、312 像取得手段、
314 演算手段、316 制御情報生成手段、318 位置制御手段、
320 操作部、330 記憶部、340 情報記憶媒体、350 表示部、
360 音出力部、370 通信部、1000,2000 透過電子顕微鏡システム
Claims (6)
- 電子線を試料に透過させて得られる透過波および散乱波の通過する所定の面に配置され、貫通孔に前記透過波を通過させて前記透過波および前記散乱波の少なくとも一方の位相を変化させる位相板を有する透過電子顕微鏡の制御装置であって、
前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる透過電子顕微鏡像を取得する像取得手段と、
前記透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、フーリエ変換パターンを得る演算手段と、
前記フーリエ変換パターンから前記所定の面における前記透過波と前記貫通孔の位置関係を求めて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための制御情報を生成する制御情報生成手段と、
前記制御情報に基づいて、前記所定の面における前記透過波の位置および前記貫通孔の位置の少なくとも一方を移動させる位置制御手段と、を含む、透過電子顕微鏡の制御装置であり、
前記像取得手段は、前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる第1の透過電子顕微鏡像を取得し、
前記演算手段は、前記第1の透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、第1のフーリエ変換パターンを得、
前記制御情報生成手段は、前記第1のフーリエ変換パターンから前記所定の面における前記透過波と前記貫通孔の位置関係を求めて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための第1制御情報を生成し、
前記位置制御手段は、前記第1制御情報に基づいて前記位相板を移動させることにより、前記所定の面における前記貫通孔の位置を移動させる第1移動処理を行い、
さらに、前記像取得手段は、前記第1移動処理の後に前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる第2の透過電子顕微鏡像を取得し、
さらに、前記演算手段は、前記第2の透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、第2のフーリエ変換パターンを得、
さらに、前記制御情報生成手段は、前記第2のフーリエ変換パターンが所望のフーリエ変換パターンか否かを判定し、所望のフーリエ変換パターンでなかった場合には、前記所定の面における前記貫通孔の位置を前記第1移動処理で移動させた方向とは反対方向に移動させて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための第2制御情報を生成し、
さらに、前記位置制御手段は、前記第2制御情報に基づいて前記位相板を移動させることにより、前記所定の面における前記貫通孔の位置を移動させる第2移動処理を行う、透過電子顕微鏡の制御装置。 - 電子線を試料に透過させて得られる透過波および散乱波の通過する所定の面に配置され、貫通孔に前記透過波を通過させて前記透過波および前記散乱波の少なくとも一方の位相を変化させる位相板を有する透過電子顕微鏡の制御装置であって、
前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる透過電子顕微鏡像を取得する像取得手段と、
前記透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、フーリエ変換パターンを得る演算手段と、
前記フーリエ変換パターンから前記所定の面における前記透過波と前記貫通孔の位置関係を求めて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための制御情報を生成する制御情報生成手段と、
前記制御情報に基づいて、前記所定の面における前記透過波の位置および前記貫通孔の位置の少なくとも一方を移動させる位置制御手段と、を含む、透過電子顕微鏡の制御装置であり、
前記像取得手段は、前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる第1の透過電子顕微鏡像を取得し、
前記演算手段は、前記第1の透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、第1のフーリエ変換パターンを得、
前記制御情報生成手段は、前記第1のフーリエ変換パターンから前記所定の面における前記透過波と前記貫通孔の位置関係を求めて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための第1制御情報を生成し、
前記位置制御手段は、前記第1制御情報に基づいて前記電子線を偏向させることにより、前記所定の面における前記透過波の位置を移動させる第1移動処理を行い、
さらに、前記像取得手段は、前記第1移動処理の後に前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる第2の透過電子顕微鏡像を取得し、
さらに、前記演算手段は、前記第2の透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、第2のフーリエ変換パターンを得、
さらに、前記制御情報生成手段は、前記第2のフーリエ変換パターンが所望のフーリエ変換パターンか否かを判定し、所望のフーリエ変換パターンでなかった場合には、前記所定の面における前記透過波の位置を前記第1移動処理で移動させた方向とは反対方向に移動させて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための第2制御情報を生成し、
さらに、前記位置制御手段は、前記第2制御情報に基づいて前記電子線を偏向させることにより、前記所定の面における前記透過波の位置を移動させる第2移動処理を行う、透過電子顕微鏡の制御装置。 - 請求項1または2において、
前記制御情報生成手段は、前記第2のフーリエ変換パターンの中心と前記第2のフーリエ変換パターンにおける前記貫通孔に対応するパターンの中心との間の距離が、前記第1のフーリエ変換パターンの中心と前記第1のフーリエ変換パターンにおける前記貫通孔に対応するパターンの中心との間の距離よりも大きい場合に、所望のフーリエ変換パターンでなかったと判定する、透過電子顕微鏡の制御装置。 - 電子線を試料に透過させて得られる透過波および散乱波の通過する所定の面に配置され、貫通孔に前記透過波を通過させて前記透過波および前記散乱波の少なくとも一方の位相を変化させる位相板を有する透過電子顕微鏡の制御方法であって、
前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる透過電子顕微鏡像を取得する像取得工程と、
前記透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、フーリエ変換パターンを得る演算工程と、を含み、
前記フーリエ変換パターンに基づいて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるように前記所定の面における前記透過波と前記貫通孔との位置関係を制御する、透過電子顕微鏡の制御方法であり、
前記フーリエ変換パターンから前記所定の面における前記透過波と前記貫通孔の位置関係を求めて、前記位相板を移動させることにより前記所定の面における前記貫通孔の位置を移動させて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための制御情報を生成する制御情報生成工程と、
前記制御情報に基づいて前記位相板を移動させることにより、前記透過波を前記貫通孔に通過させるように前記所定の面における前記貫通孔の位置を移動させる位置制御工程と、を含み、
前記像取得工程では、前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる第1の透過電子顕微鏡像を取得し、
前記演算工程では、前記第1の透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、第1のフーリエ変換パターンを得、
前記制御情報生成工程では、前記第1のフーリエ変換パターンから前記所定の面における前記透過波と前記貫通孔の位置関係を求めて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための第1制御情報を生成し、
前記位置制御工程では、前記第1制御情報に基づいて前記位相板を移動させることにより、前記所定の面における前記貫通孔の位置を移動させる第1移動処理を行い、
さらに、前記像取得工程では、前記第1移動処理の後に前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる第2の透過電子顕微鏡像を取得し、
さらに、前記演算工程では、前記第2の透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、第2のフーリエ変換パターンを得、
さらに、前記制御情報生成工程では、前記第2のフーリエ変換パターンが所望のフーリエ変換パターンか否かを判定し、所望のフーリエ変換パターンでなかった場合には、前記所定の面における前記貫通孔の位置を前記第1移動処理で移動させた方向とは反対方向に移動させて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための第2制御情報を生成し、
さらに、前記位置制御工程では、前記第2制御情報に基づいて前記位相板を移動させることにより、前記所定の面における前記貫通孔の位置を移動させる第2移動処理を行う、透過電子顕微鏡の制御方法。 - 電子線を試料に透過させて得られる透過波および散乱波の通過する所定の面に配置され、貫通孔に前記透過波を通過させて前記透過波および前記散乱波の少なくとも一方の位相を変化させる位相板を有する透過電子顕微鏡の制御方法であって、
前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる透過電子顕微鏡像を取得する像取得工程と、
前記透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、フーリエ変換パターンを得る演算工程と、を含み、
前記フーリエ変換パターンに基づいて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるように前記所定の面における前記透過波と前記貫通孔との位置関係を制御する、透過電子顕微鏡の制御方法であり、
前記フーリエ変換パターンから前記所定の面における前記透過波と前記貫通孔の位置関係を求めて、前記電子線を偏向させることにより前記所定の面における前記透過波の位置を移動させて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための制御情報を生成する制御情報生成工程と、
前記制御情報に基づいて前記電子線を偏向させることにより、前記透過波を前記貫通孔に通過させるように前記所定の面における前記透過波の位置を移動させる位置制御工程と、を含み、
前記像取得工程では、前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる第1の透過電子顕微鏡像を取得し、
前記演算工程では、前記第1の透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、第1のフーリエ変換パターンを得、
前記制御情報生成工程では、前記第1のフーリエ変換パターンから前記所定の面における前記透過波と前記貫通孔の位置関係を求めて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための第1制御情報を生成し、
前記位置制御工程では、前記第1制御情報に基づいて前記電子線を偏向させることにより、前記所定の面における前記透過波の位置を移動させる第1移動処理を行い、
さらに、前記像取得工程では、前記第1移動処理の後に前記透過波と前記散乱波を干渉させて得られる第2の透過電子顕微鏡像を取得し、
さらに、前記演算工程では、前記第2の透過電子顕微鏡像をフーリエ変換して、第2のフーリエ変換パターンを得、
さらに、前記制御情報生成工程では、前記第2のフーリエ変換パターンが所望のフーリエ変換パターンか否かを判定し、所望のフーリエ変換パターンでなかった場合には、前記所定の面における前記透過波の位置を前記第1移動処理で移動させた方向とは反対方向に移動させて、前記透過波を前記貫通孔に通過させるための第2制御情報を生成し、
さらに、前記位置制御工程では、前記第2制御情報に基づいて前記電子線を偏向させることにより、前記所定の面における前記透過波の位置を移動させる第2移動処理を行う、透過電子顕微鏡の制御方法。 - 請求項4または5において、
前記制御情報生成工程では、前記第2のフーリエ変換パターンの中心と前記第2のフーリエ変換パターンにおける前記貫通孔に対応するパターンの中心との間の距離が、前記第1のフーリエ変換パターンの中心と前記第1のフーリエ変換パターンにおける前記貫通孔に対応するパターンの中心との間の距離よりも大きい場合に、所望のフーリエ変換パターンでなかったと判定する、透過電子顕微鏡の制御方法。
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