JP7724552B2 - 透過型電子顕微鏡用のポールピース - Google Patents

Description

本開示は、電子顕微鏡、特に透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope：ＴＥＭ）用のポールピースに関する。本開示はまた、電子ビームリソグラフィ機器（Electron-Beam Lithography instruments：ＥＢＬ）、電子ビーム滅菌機器、または電子ビーム３Ｄプリンタなどの荷電粒子デバイスに使用するためのポールピースに関する。

電子顕微鏡は、照射源として、加速された電子ビームを使用する顕微鏡である。電子の波長は、可視光光子の波長よりも最大１００，０００倍短くなり得るため、電子顕微鏡は、光学顕微鏡よりも高い分解能を有し、より小さい物体の構造を明らかにすることができる。

電子顕微鏡は、微生物、細胞、高分子、生検サンプル、金属、および結晶を含む、広範な生体試料および無機試料の超微細構造を調査するために使用されている。産業上、電子顕微鏡は多くの場合、品質管理および故障解析のために使用されている。

数多くの様々な種類の電子ビームイメージング機器およびリソグラフィ機器がある。一例は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）である。

図１は、ＴＥＭ１の基本的な特徴を示すＴＥＭ１の概略図である。ＴＥＭ１は、電子源３と、電子源からの電子ビームを集束する集束系５と、試料が保持される試料ステージ７と、サンプルを透過した電子を集束する対物レンズ９と、撮像デバイス１０上にビームを拡大する結像レンズと、を備える。典型的には、これらの要素はすべて、真空チャンバで囲まれている。ＴＥＭは、高電圧を使用して、電子銃によって生成される電子ビームを生成する。電子ビームは、電界によって所望のエネルギーまで加速される。

電磁レンズは通常、コイルの磁界を精密な限定された形状に集中させるように設計された強磁性材料でほぼ囲まれたソレノイドコイルで作られている。電子がこの磁界に入って出て行くと、電子は、光学集束レンズと同様に、曲がった磁界線の周囲で集束する。磁気レンズの集束力は、コイルを流れる電流を調整することによって変更され得る。これにより、電子源とサンプルとの間のレンズ系（「集束レンズ」系）が、直径１ミリメートルを超える平行ビーム、原子よりも小さい強集束ビーム、または当該平行ビームと当該強集束ビームとの間のビームを生成することが可能になる。

磁気レンズの径方向の対称性のずれは、色収差または球面収差などの収差をもたらすため、レンズについて生成される磁界は、径方向に対称であるべきである。電子レンズは一般に、鉄、鉄－コバルト、またはパーマロイなどのニッケルコバルト合金で製造される。これらは、磁気飽和、ヒステリシス、および透磁率などの電子レンズの磁気特性のために選択される。

ＴＥＭ１１の一部の例示的な断面が図２に示されている。この部分は、入射した電子ビームを集束レンズから受け取る。電磁石は、ヨーク１３と、コイル２１と、を備える。サンプル空間は、ポール１５に取り付けられたポールピース１７を境とするポールギャップ１９を有する。軸方向に延在する空間２３は、ビーム経路を収容する穴を画定する。磁界の強度の制御は、コイルの電流を変えることによって達成され、電子ビームを形成する。

ポールピースは、電磁石によって生成される磁束を集中させ、かつヨークによって誘導されてポールピースでの狭いギャップで強い磁界を生成する、軟磁性材料（例えば、純鉄、パーメンジュール、Ｈｉｐｅｒｃｏ５０、または同様の材料）で作られた磁気ポールである。ポールピースは、電子レンズシステムで長い間知られており、例えば、様々なポールピース設計が、米国特許第３，３２４，４３３号、米国特許第２，７４９，４６４号、米国特許第２，４７２，３１５号、米国特許第２，７５４，４４３号、および米国特許第２，４１８，４３２号で開示されているが、これらのポールピースはいずれも、現代の電子顕微鏡に組み込むには好適でない。

英国特許第２１６１０１９号、米国特許出願公開第２０１１００１２０１８号、および特開２０００１５６１９１号を含む他の特許公報は、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscopes：ＳＥＭ）専用のポールピースを開示し、使用されるレンズの種類は「ピンホール」または「シュノーケル」レンズである。このようなポールピースは、交換可能であり得、あまり実用的ではないことが分かっている。例えば、英国特許第２１６１０１９号は、交換を行うためにカラムを大気に開放する必要がある交換可能なモジュールを示す。これは、分解および再組立を行わないＴＥＭ顕微鏡について望ましくなく、可能ではない。

ポールギャップは、サンプルに入射する磁界の最終的な形状を大きく左右する。設置されたポールピースの形状は、様々な目的で最適化され得、機器の購入時に選択される。そして、典型的には、この構成は、顕微鏡の寿命全体（おそらく２０年間）にわたって存続する。

図３は、ＴＥＭ顕微鏡に使用するための当該技術で既知のポールピース３１の例を示し、ポールピース３１は、顕微鏡の電子源および集束レンズに向けて配置された上部ポール３３と、下部ポール３５と、を備える。上部ポール３３および下部ポール３５は、ポールが互いに向き合う中空の円錐台形状である。小さい方の下部ポール３５は、下部ポール３５のベース部を介して鉄の磁気回路の残りと係合し、一方、上部（大きい方の）ポール３３は、ベース部３４と接続する。上部および下部ポールの対向する隣接面は、一定のギャップ３７によって分離されている。上部および下部ポール３３、３５は、何らかの非磁性材料で作られた支持フレーム３２によって一定の間隔で保持されている。このフレームは、様々なアクセス要求のためにポート３９を含み得る。

図４は、球面および色収差係数４３（これらのシステムでの２つの支配的な光学欠陥）を、様々な利用可能なポールピースの焦点距離４５に対してプロットした既知のグラフ４１である。磁界の形成には不可避の物理的な限界があるため、電子レンズの光学品質は、電子レンズの焦点距離に比例し、当該焦点距離それ自体は、ポールピースのギャップサイズに比例する。

例えば、（約４００万～５００万ユーロのコストで）最新式のＴＥＭを購入する顕微鏡使用者は、小さいギャップの超高分解能ポールピース（Ultra-High-Resolution pole-piece：ＵＨＲ）、中間分解能（ＨＲ）ポールピース、またはより大きいギャップを有するいわゆる「分析用」（ＡＲＰ）を選択し得る。ポールピースの構成の選択は、例えば、最大の画像分解能（より小さいギャップサイズおよび焦点距離）を提供するように、またはケミカルマッピングの感度を最大にする（より大きいギャップサイズを使用して、分光計もしくはミラーのより近い接近を可能にする）ように行われ得るが、これらの出力の特徴の両方を単一のポールピース構成で最大化することはできない。結果として、顕微鏡の究極の分解能を顕微鏡が実現するために超高分解能（ＵＨＲ）ポールピースが必要とされるが、これは、Ｘ線分光収集の可能性を著しく制限する。一方、分析用分解能ポールピース（Analytical-Resolution Pole-piece：ＡＲＰ）は、より優れた化学的分光法、およびより大きい傾斜、またはより広範な現場実験を可能にするが、犠牲として分解能が多少失われる。

原則的に、顧客が、最新世代のＴＥＭでポールピースの交換を製造者に依頼することは可能であるが、これにより、１回の交換に約１カ月のダウンタイム、および大きな関連費用が生じ得る。

英国特許第２１６１０１９号明細書 米国特許出願公開第２０１１／００１２０１８号明細書 特開２０００－１５６１９１号公報

本発明の目的は、上記の問題に対処する透過型電子顕微鏡用のポールピースを生成することである。

本発明の第１の態様によれば、添付の特許請求の範囲で述べられるように、電子顕微鏡用のポールピースが提供される。

一実施形態では、前記ポールピースは、
電子ビーム用の第１の経路を含む上部ポールピースと、
前記上部ポールピースに接続されており、前記第１の経路に動作可能に接続された第２の経路を含む下部ポールピースと、
を備え、
前記上部ポールピースおよび下部ポールピースは、前記第１の経路と前記第２の経路との間のギャップによって分離されており、
前記ポールピースは、前記上部ポールピースと前記下部ポールピースとの間の距離を、前記第１の経路と前記第２の経路との間の距離を変更することによって延ばすか、または縮めることができる機構を備える。

本発明のポールピースの重要な利点は、前記上部および下部ポールピースの間の間隔が、前記機構を使用して真空下で調整され得ることである。これは、以前は可能でなかったポールピースの容易な調整を本発明が提供するため、ＴＥＭおよびＳＴＥＭ顕微鏡について大きな進歩をもたらす。さらに、様々なサンプルが、最小限の手間で前記顕微鏡を使用する検査で導入され得る。

少なくとも一実施形態では、前記機構は、前記上部ポールピースの位置を調整する。

少なくとも一実施形態では、前記機構は、共通の軸を維持しながら、前記下部ポールピースに向けて、または前記下部ポールピースから離れる方向に、前記上部ポールピースを移動させる。

少なくとも一実施形態では、前記上部ポールピースは、同心円状に取り付けられた内側部分を有する外側部分を備える。

少なくとも一実施形態では、前記内側部分は、前記機構に接続されており、前記上部ポールピースと前記下部ポールピースとの間の前記距離を延ばすか、または縮めるように移動可能である。

少なくとも一実施形態では、前記機構は、スリーブの間に取り付けられたベアリングを備え、前記スリーブは、前記外側部分の内側の同心円状の表面、および前記同心円状に取り付けられた内側部分の外側の同心円状の表面で形成されている。

少なくとも一実施形態では、前記ベアリングは、前記ベアリングが直線の動きを受けるフォロアとして機能して、回転可能なカムによって駆動される。

少なくとも一実施形態では、前記ベアリングおよびスリーブは、前記ベアリングが回転して直線的に移動することを可能にする協働ねじを有する。

少なくとも一実施形態では、前記機構は、
前記上部ポールピースの前記外側部分を前記下部ポールピースに接続するスペーサと、
前記上部ポールピースの前記外側部分および前記内側部分の間で略円形チャネルに回転可能に取り付けられており、アクチュエータに接続された環と、
を備え、
前記環の回転は、前記上部ポールピースと前記下部ポールピースとの間の前記距離を延ばすか、または縮めるように、前記アクチュエータに前記内側部分を移動させる。

少なくとも一実施形態では、前記アクチュエータは、傾斜したラチェットおよび爪機構を備える。

少なくとも一実施形態では、前記機構は、時計回りまたは反時計回りの一方向に回転可能である。前記機構が一方向にのみ回転することは、ポールピースが、いかなる外部クランプまたはブレーキも必要とせず、所定位置に「ロック」されることを意味する。

少なくとも一実施形態では、前記傾斜したラチェットは、前記上部ポールピースの前記外側部分の段差面を備え、前記爪は、前記環の係合下面を備える。

少なくとも一実施形態では、前記段差面は、前記チャネルの底面を備え、前記爪は、前記環の下面を備える。

少なくとも一実施形態では、前記段差面上の段差の高さは、前記上部ポールピースと前記下部ポールピースとの間の前記距離、したがって、第１のチャネルと第２のチャネルとの間の前記ギャップのサイズの分離値を画定する。

少なくとも一実施形態では、前記環は、３つの爪を含む。３つの爪を有することの利点は、３つの爪を有することが、前記上部および下部ポールピースの間の前記距離を調整するための安定した再現可能な位置決めをもたらすということである。

少なくとも一実施形態では、前記段差の高さは、それぞれ１．５ｍｍ、４．０ｍｍ、および６．５ｍｍの上部ポールピース端と下部ポールピース端との間のギャップを画定する。

少なくとも一実施形態では、前記上部ポールピース端と下部ポールピース端との間のギャップを、１．５ｍｍの最小のギャップから６．５ｍｍの最大のギャップまで１．２５ｍｍの増分で画定する５つの段差がある。好適には、５つの段差は、１．５ｍｍ、２．７５ｍｍ、４．０ｍｍ、５．２５ｍｍ、および６．５ｍｍの間隔で提供され得る。

本発明の少なくとも一実施形態では、前記上部ポールピースの前記内側部分は、前記下部ポールピースの前記ポール端に合うように狭まる円錐台状の第２の端を有する、一端で前記環と係合するためのフランジを有する中空の略円筒形本体を備える。

少なくとも一実施形態では、駆動機構が、前記環を回転させるために使用される。

少なくとも一実施形態では、前記駆動機構は、前記環を駆動軸に接続する１つ以上の歯車に動作可能に接続された前記環の外周上に取り付けられたギア歯のセットを備える。

少なくとも一実施形態では、前記駆動軸は、手動で操作可能である。

少なくとも一実施形態では、前記駆動軸は、機械で操作可能である。

少なくとも一実施形態では、前記上部および下部ポールピースの間隔が分かるように前記駆動軸の位置または回転数を記録するためにフィードバック機構が提供される。好適には、前記上部ポールピースと下部ポールピースとの間の前記距離を視覚的に表示することができる。前記視覚的な表示は、数値、テキスト、またはカラー／シンボルインジケータとすることができる。

少なくとも一実施形態では、スイッチ／トリガ／センサは、前記上部および／または下部ポールピースの位置を監視する。

少なくとも一実施形態では、前記上部および／または下部ポールピースの前記位置を観察するためのカメラまたは同様のデバイスのためのアクセスが提供される。

一実施形態では、透過型電子顕微鏡用のポールピースであって、
前記ポールピースは、
電子ビーム用の第１の経路を含む上部ポールピースと、
前記上部ポールピースに接続されており、前記第１の経路に動作可能に接続された第２の経路を含む下部ポールピースと、
を備え、
前記上部ポールピースおよび下部ポールピースは、前記第１の経路と前記第２の経路との間のギャップによって分離されており、
前記ポールピースは、前記上部ポールピースと前記下部ポールピースとの間の前記距離を、前記第１の経路と前記第２の経路との間の前記距離を変更することによって延ばすか、または縮めることができる機構を備え、
前記機構は、
前記上部ポールピースの前記外側部分を前記下部ポールピースに接続するスペーサと、
前記上部ポールピースの前記外側部分および前記内側部分の間で略円形チャネルに回転可能に取り付けられており、アクチュエータに接続された環と、
を備え、
前記環の回転は、前記上部ポールピースと前記下部ポールピースとの間の前記距離を延ばすか、または縮めるように、前記アクチュエータに前記内側部分を移動させることを特徴とする、ポールピースが提供される。

一実施形態では、添付の請求項１から２０のいずれか一項に記載のポールピースを備える透過型電子顕微鏡が提供される。

本発明は、添付の図面を参照して、例示としてのみ与えられる本発明の実施形態の以下の説明から、より明確に理解されるであろう。
一般に知られているようなＴＥＭの概略図である。 既知のポールピースを含むＴＥＭの対称対物レンズの概略断面である。 既知の一定のギャップのポールピースの斜視図である。 球面および色収差の焦点距離に対して収差係数４３をプロットしたグラフである。 本発明の第１の実施形態の概略図である。 本発明の第１の実施形態の概略図である。 本発明の第２の実施形態の切取斜視図である。 本発明の第２の実施形態の斜視図である。 本発明の第２の実施形態の斜視図である。 異なるギャップ高さを示す本発明の第２の実施形態の側面図である。 異なるギャップ高さを示す本発明の第２の実施形態の側面図である。 異なるギャップ高さを示す本発明の第２の実施形態の側面図である。 １．５ｍｍのポールピースギャップについての磁束密度に対して光軸距離をプロットしたグラフである。 ４ｍｍのポールピースギャップについての磁束密度に対して光軸距離をプロットしたグラフである。 ６．５ｍｍのポールピースギャップについての磁束密度に対して光軸距離をプロットしたグラフである。

本発明は、ＴＥＭを分解してポールピースを異なるサイズのポールピースギャップを有するものと交換する時間およびコストをかけることなく、ポールピースギャップ、すなわち上部ポールピースと下部ポールピースとの間のギャップを調整することを可能にする透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）用のポールピースを提供する。さらに、本発明のポールピースは、透過型電子顕微鏡に組み込んだ場合、真空で動作し得る。言い換えると、上部ポールピースおよび下部ポールピースは、真空で調整され得る。

図５ａおよび図５ｂは、上部ポールピース（Upper Pole Piece：ＵＰＰ）５３および下部ポールピース（Lower Pole Piece：ＬＰＰ）５５を有するポールピース５１を示す概略図である。ＵＰＰ５３の内側の経路は、磁界が集中するＵＰＰの中心でＵＰＰの全長を通る空洞を示す。電子がＴＥＭの電子源からＴＥＭの試料ステージ（図示せず）へ移動すると、経路および磁界は、電子を集束する。同様の経路が、試料から対物および結像レンズに向けて一度透過した電子についてＬＰＰで示されている。

本発明の本実施例では、ＵＰＰ５３の直線移動のための機構は、ＵＰＰ５３の外側部分６１と内側部分５９との間に配置されたキャリッジまたはベアリング７１を備える。内側部分５９および外側部分６１は、同心円状であり、経路の中心は、ＵＰＰ５３の中心に整列されている。ベアリングは、外側部分６１の内側の同心円状の表面を形成するスリーブ６９に取り付けられている。実際には、スペーサ（図示せず）は、ＵＰＰ５３の外側部分６１をＬＰＰ５５に固定的に接続し得る。内側部分５９は、そのように接続されておらず、ＬＰＰ５５のポール端との間で、矢印５８で示すように直線的に移動し得る。

キャリッジまたはベアリング７１は、数多くの方法で駆動され得る。例えば、小さいカムが、ベアリングに取り付けられ得る。当該ベアリングは、矢印５８で示すようにＵＰＰ５３の内側部分５９を直線的に移動させるベアリングの直線移動をカムの回転がもたらすように弾力的に取り付けられ得る。代替的には、ベアリング７１およびスリーブ６９は、ベアリングが方向５８に回転して移動することを可能にする協働ねじを有し得る。

図６から図９は、本発明の第２の別の実施形態を示す。図６から図９の参照で、同じ特徴が異なる図面に示されている場合、同じ数字は、同じ特徴を説明するために使用されている。

図６から図９は、上部ポールピース（ＵＰＰ）９３および下部ポールピース（ＬＰＰ）８５を有するポールピース８１を示す。ＵＰＰの内側の経路８４は、磁界が集中するＵＰＰの中心でＵＰＰの全長を通る空洞を示す。同様の経路８６が、試料から対物および結像レンズに向けて一度透過した電子についてＬＰＰで示されている。経路８４および８６は、電子が対物レンズ（図示せず）に通過できるように正確に整列されている。

本実施例では、ＵＰＰは、外側部分８９と、内側部分９１と、を備える。外側部分８９は、外側部分８９をＬＰＰ８５に接続するスペーサ１１３によって支持されている。内側部分９１は、ギャップ９０で下部ポールピース８５のポール端に合うように狭まる円錐台状の第２の端を有する、一端で接続リングまたは環と係合するためのフランジ１０５を有する中空の略円筒形本体を備える。内側部分９１の円筒表面は、表面９３で外側部分８９にスライド可能に接続されている。

接続リングは、内側部分９１を駆動機構に接続している。リングの外周は、歯付き歯車１０９に動作可能に接続されたギア歯１０７を有し、そして、当該歯付き歯車１０９は、ギア軸１１７、ウォームギア１１５、および駆動軸１１１に接続されている。３つの歯車１０９のうち１つだけが駆動軸に接続され得ることが理解されるであろう。他の２つの歯車は、自由に回転し、歯付きリングを安定させるために使用される。任意の組合せの歯車が使用され得る。

接続リングは、段状の底面を有し、外側ＵＰＰ８９の段状の上向き面９８を備えるチャネル８８に配置されている。上向き面の上段は、傾斜した段差面を備える。すなわち、段差のサイズは、チャネルの周囲で増加する。リングの段状の底面と段差との間の協働的な係合は、リングの回転時に内側ＵＰＰ９１とＬＰＰ８５との間の距離を変化させるように機能する。段差形状はまた、リングの逆回転を防止するように機能する。言い換えると、内側ＵＰＰ９１は、回転すると持ち上がるように、傾斜したラチェット面で係合する。そして、この持ち上げが解除され、内側部分は、新しい上昇位置でロックされる。

当該設計は、外部駆動軸１１１からウォームギア１１５を介して機械的な動きを変換するためにギア軸１１７を使用して、内側ＵＰＰの必要な回転および持ち上げを達成する。駆動軸１１１またはギア軸１１７と協働して、上部および下部ポールピースの間隔が分かるように駆動軸の位置または回転数を記録するために、フィードバック機構（図示せず）が提供され得る。好適には、上部ポールピースと下部ポールピースとの間の距離を視覚的に表示することができる。視覚的な表示は、数値またはカラーインジケータであり得る。例えば、上部および下部ポールピースの互いに対する位置を表示するために、数値カウンタが使用され得る。上部および／または下部ポールピースの位置を監視するために、スイッチ／トリガが提供され得る。ポールピースは、カメラまたは他の観察デバイスによるアクセスが、ポールピースを視覚的に検査するか、または顕微鏡内のポールピースの物理的な位置を視覚的に表示することを可能にするような寸法であり得ることが理解されるであろう。

図９ａから図９ｃは、図６から図８の実施形態で示されるような調整可能なポールピース８１の中心部の拡大を同様の参照数字で示す。

図９ａは、内側ＵＰＰ９１、外側ＵＰＰ８９のチャネルでのラチェット面を有するポールピース８１を示す。経路８４および８６は、電子が対物レンズに通過できるように正確に整列されている。本実施例では、当該機構は、ＬＰＰ８５に対して１．５ｍｍのギャップ１１９を設定するように内側ＵＰＰを移動させる。

図９ｂは、内側ＵＰＰ９１、外側ＵＰＰ８９のチャネルでのラチェット面を有するポールピース８１を示す。経路８４および８６は、電子が対物レンズに通過できるように正確に整列されている。本実施例では、当該機構は、ＬＰＰ８５に対して４．０ｍｍのギャップ１２１を設定するように内側ＵＰＰを移動させる。

図９ｃは、内側ＵＰＰ９１、外側ＵＰＰ８９のチャネルでのラチェット面を有するポールピース８１を示す。経路８４および８６は、電子が対物レンズに通過できるように正確に整列されている。本実施例では、当該機構は、ＬＰＰ８５に対して６．５ｍｍのギャップ１２３を設定するように内側ＵＰＰを移動させる。

図１０は、１．５ｍｍのポールピースギャップについての磁束密度１３５に対する光軸距離１３３のグラフ１３１である。曲線１３７は、単一のピークを有するガウス曲線である。光軸１３９からの距離の関数としての強度分布も示されている。

図１１は、４ｍｍのポールピースギャップについての磁束密度に対して光軸距離をプロットしたグラフ１４１である。曲線１４３は、狭い二重ピークを有するガウス曲線である。光軸１４９からの距離の関数としての強度分布も示されている。

図１２は、６．５ｍｍのポールピースギャップについての磁束密度に対して光軸距離をプロットしたグラフ１５１である。曲線１５３は、広い二重ピークを有するガウス曲線である。光軸１５９からの距離の関数としての強度分布も示されている。

本発明の文脈では、「第１の経路」および「第２の経路」という用語は、電子顕微鏡の正確な操作を可能にする、ポールピースを通りポールピースの間の穴またはチャネルを説明するために使用され、電子顕微鏡の当業者によって理解される。

一般に、光軸距離に対する磁束密度の鋭いガウス分布を有する単一のピークが理想的なレンズであるみなされるが、より拡大した設定では、光学品質は劣るが、分光計をサンプルにより近づけるか、またはサンプルの傾斜をより大きくすることを可能にする。

本明細書では、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）、備わる（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ）、および備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語またはこの任意の変形、ならびに「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）、含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）、含まれる（ｉｎｃｌｕｄｅｄ）、および含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語またはこの任意の変形は、完全に相互に交換可能であるとみなされ、これらすべてに、可能な限り広い解釈が与えられるべきであり、逆もまた同様である。

本発明は、本明細書で前述した実施形態に限定されるものではなく、構造および細部の両方で変えられ得る。

Claims (17)

1. 透過型電子顕微鏡用のポールピースであって、
   前記ポールピースは、
   電子ビーム用の第１の経路を含む上部ポールピースと、
   前記上部ポールピースに接続されており、前記第１の経路に動作可能に接続された第２の経路を含む下部ポールピースと、
   を備え、
   前記上部ポールピースおよび下部ポールピースは、前記第１の経路と前記第２の経路との間のギャップによって分離されており、
   前記ポールピースは、前記上部ポールピースと前記下部ポールピースとの間の距離を、前記第１の経路と前記第２の経路との間の距離を変更することによって延ばすか、または縮めることができる機構を備え、
   前記機構は、
   前記上部ポールピースの外側部分を前記下部ポールピースに接続するスペーサと、
   前記上部ポールピースの前記外側部分および内側部分の間で略円形チャネルに回転可能に取り付けられており、アクチュエータに接続された環と、
   を備え、
   前記環の回転は、前記上部ポールピースと前記下部ポールピースとの間の前記距離を延ばすか、または縮めるように、前記アクチュエータに前記内側部分を移動させ、
   前記アクチュエータは、前記環を回転させるために使用され、前記環を駆動軸に接続する１つ以上の歯車に動作可能に接続された前記環の外周上に取り付けられたギア歯のセットを有することを特徴とする、ポールピース。
2. 前記上部ポールピースは、同心円状に取り付けられた内側部分を有する外側部分を備える、請求項１に記載のポールピース。
3. 前記内側部分は、前記機構に接続されており、前記上部ポールピースと前記下部ポールピースとの間の前記距離を延ばすか、または縮めるように移動可能である、請求項２に記載のポールピース。
4. 前記機構は、スリーブの間に取り付けられたベアリングを備え、前記スリーブは、前記外側部分の内側の同心円状の表面、および前記同心円状に取り付けられた内側部分の外側の同心円状の表面で形成されている、請求項２または３に記載のポールピース。
5. 前記ベアリングは、前記ベアリングが直線の動きを受けるフォロアとして機能して、回転可能なカムによって駆動される、請求項４に記載のポールピース。
6. 前記ベアリングおよびスリーブは、前記ベアリングが回転して直線的に移動することを可能にする協働ねじを有する、請求項４に記載のポールピース。
7. 前記アクチュエータは、傾斜したラチェットおよび爪機構を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のポールピース。
8. 前記傾斜したラチェットは、前記上部ポールピースの前記外側部分の段差面を備え、前記爪は、前記環の係合下面を備える、請求項７に記載のポールピース。
9. 前記段差面は、複数の段差を備え、前記段差面上の前記段差の高さは、前記上部ポールピースと前記下部ポールピースとの間の前記距離、したがって、第１の経路と第２の経路との間の前記ギャップのサイズの分離値を画定する、請求項８に記載のポールピース。
10. 前記駆動軸は、手動で操作可能である、請求項１に記載のポールピース。
11. 前記駆動軸は、機械で操作可能である、請求項１に記載のポールピース。
12. 前記上部および下部ポールピースの間隔が分かるように駆動軸の位置または回転数を記録するためのフィードバック機構を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載のポールピース。
13. 前記上部ポールピースと下部ポールピースとの間の前記距離を視覚的に表示することができる、請求項１２に記載のポールピース。
14. 前記視覚的な表示は、数値またはカラーインジケータとすることができる、請求項１３に記載のポールピース。
15. スイッチ／トリガは、前記上部および／または下部ポールピースの位置を監視する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のポールピース。
16. 前記上部および／または下部ポールピースの位置を観察するためのカメラまたは同様のデバイスのためのアクセスが提供される、請求項１から１５のいずれか一項に記載のポールピース。
17. 請求項１から１６のいずれか一項に記載のポールピースを備える、透過型電子顕微鏡。