JPH07282763A - 透過型電子顕微鏡装置 - Google Patents
透過型電子顕微鏡装置Info
- Publication number
- JPH07282763A JPH07282763A JP10190694A JP10190694A JPH07282763A JP H07282763 A JPH07282763 A JP H07282763A JP 10190694 A JP10190694 A JP 10190694A JP 10190694 A JP10190694 A JP 10190694A JP H07282763 A JPH07282763 A JP H07282763A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 透過型電子顕微鏡において迅速かつ正確に試
料の方位合わせを行う。 【構成】 電子銃１からの電子ビームは加速管２、コン
デンサレンズ３、一方の対物レンズ５及びミニレンズ６
を介して試料室４の試料に照射され、試料による散乱ビ
ームは他方の対物レンズ５’及びミニレンズ６’、中間
レンズ７、投影レンズ８を介して蛍光板９上に結像す
る。像モードの場合は拡大像を表示し、回折モードの場
合は回折図形を表示する。ミニレンズ６、６’にパルス
発生器を接続してパルス電流を流し、像モードと回折モ
ードを周期的に切換え、拡大像と回折図形を同時にかつ
連続的に観察する。
料の方位合わせを行う。 【構成】 電子銃１からの電子ビームは加速管２、コン
デンサレンズ３、一方の対物レンズ５及びミニレンズ６
を介して試料室４の試料に照射され、試料による散乱ビ
ームは他方の対物レンズ５’及びミニレンズ６’、中間
レンズ７、投影レンズ８を介して蛍光板９上に結像す
る。像モードの場合は拡大像を表示し、回折モードの場
合は回折図形を表示する。ミニレンズ６、６’にパルス
発生器を接続してパルス電流を流し、像モードと回折モ
ードを周期的に切換え、拡大像と回折図形を同時にかつ
連続的に観察する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、結晶の構造解析や元素
分析などの微小領域の観察や分析に使用される透過型電
子顕微鏡装置に関するものである。
分析などの微小領域の観察や分析に使用される透過型電
子顕微鏡装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】材料の構造や状態を評価する上で、透過
型電子顕微鏡装置による観察・分析は有力な手段であ
り、特に高い空間分解能を利用した結晶の構造解析や、
細いビーム径を生かしたナノオーダの微小領域における
元素分析や状態分析に多く利用されている。
型電子顕微鏡装置による観察・分析は有力な手段であ
り、特に高い空間分解能を利用した結晶の構造解析や、
細いビーム径を生かしたナノオーダの微小領域における
元素分析や状態分析に多く利用されている。
【０００３】透過型電子顕微鏡装置による評価を有効に
行うためには、入射電子ビームに対して試料の方位を正
確に合わせることが極めて重要である。特に、試料が結
晶の場合は、電子ビームの入射方向と結晶の晶帯軸とを
正確に位置決めすることが、例えばエネルギー分散型Ｘ
線分析法や電子エネルギー損失型分光分析法のような、
高分解能観察及び分析における測定結果の精度を決定す
るための最大の要素となっている。
行うためには、入射電子ビームに対して試料の方位を正
確に合わせることが極めて重要である。特に、試料が結
晶の場合は、電子ビームの入射方向と結晶の晶帯軸とを
正確に位置決めすることが、例えばエネルギー分散型Ｘ
線分析法や電子エネルギー損失型分光分析法のような、
高分解能観察及び分析における測定結果の精度を決定す
るための最大の要素となっている。
【０００４】試料の方位を電子ビームの方向に対して調
整するために、電子顕微鏡には通常真空中において試料
を２軸に傾斜できる試料ホルダが備えられている。な
お、傾斜のための駆動方法は、電子顕微鏡がサイドエン
トリ方式かトップエントリ方式かによって異なる。一
方、電子顕微鏡において結晶試料の方位を知るには、試
料の傾斜を行う際に、電子顕微鏡を像モードから回折モ
ードに切換えて、蛍光板上の回折パターンを観察する必
要がある。従来の電子顕微鏡では、像モードと回折モー
ド間の切換えは、観察者がスイッチを切換えて、電子レ
ンズに流れる電流をそれぞれのモードに対応する値に変
化させることによって行っている。
整するために、電子顕微鏡には通常真空中において試料
を２軸に傾斜できる試料ホルダが備えられている。な
お、傾斜のための駆動方法は、電子顕微鏡がサイドエン
トリ方式かトップエントリ方式かによって異なる。一
方、電子顕微鏡において結晶試料の方位を知るには、試
料の傾斜を行う際に、電子顕微鏡を像モードから回折モ
ードに切換えて、蛍光板上の回折パターンを観察する必
要がある。従来の電子顕微鏡では、像モードと回折モー
ド間の切換えは、観察者がスイッチを切換えて、電子レ
ンズに流れる電流をそれぞれのモードに対応する値に変
化させることによって行っている。
【０００５】一方、傾斜ホルダにより試料を傾斜させる
と、観察視野の中心と傾斜の回転中心とが厳密には一致
しないので、電子ビームが当る試料の位置が傾斜と共に
変化し、その結果として観察部分が蛍光板上を移動して
しまう。従って、例えば分散された微粒子の１つに電子
ビームを照射して方位合わせをするために試料を傾斜さ
せると、試料の移動によって対象としている微粒子が観
察領域から外れてしまい、方位を合わせることが困難に
なる。
と、観察視野の中心と傾斜の回転中心とが厳密には一致
しないので、電子ビームが当る試料の位置が傾斜と共に
変化し、その結果として観察部分が蛍光板上を移動して
しまう。従って、例えば分散された微粒子の１つに電子
ビームを照射して方位合わせをするために試料を傾斜さ
せると、試料の移動によって対象としている微粒子が観
察領域から外れてしまい、方位を合わせることが困難に
なる。
【０００６】また、対象が単結晶試料であっても、薄片
化された試料の場合は一般にうねりが生じており、位置
に依存して結晶方位が変化しているので、評価すべき領
域で方位を合わせようとすると、同様に傾斜に伴う試料
の移動が大きな問題となる。
化された試料の場合は一般にうねりが生じており、位置
に依存して結晶方位が変化しているので、評価すべき領
域で方位を合わせようとすると、同様に傾斜に伴う試料
の移動が大きな問題となる。
【０００７】従って、常に観察部分を視野の中心に保つ
ためには、傾斜による試料の移動を水平方向の微動機構
によって常時補正しなければならない。このとき、試料
の移動を補正するためには像を見る必要があるのに対し
て、傾斜による方位の変化を知るためには回折図形を見
る必要がある。
ためには、傾斜による試料の移動を水平方向の微動機構
によって常時補正しなければならない。このとき、試料
の移動を補正するためには像を見る必要があるのに対し
て、傾斜による方位の変化を知るためには回折図形を見
る必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例のように、像モードと回折モードを観察者が切換え
る方式では、回折図形を見ながら方位合わせをしても、
像モードに戻すと観察領域が全く別な場所に移動してし
まい、像モードで元の位置に戻そうとすると目的の方位
からずれてしまう。
来例のように、像モードと回折モードを観察者が切換え
る方式では、回折図形を見ながら方位合わせをしても、
像モードに戻すと観察領域が全く別な場所に移動してし
まい、像モードで元の位置に戻そうとすると目的の方位
からずれてしまう。
【０００９】従って、観察者が像モードと回折モードを
次々に切換え、傾斜と位置の補正を少しずつ行いながら
方位を追い込んでゆく作業では相当の根気と労力を要
し、作業は長時間に渡る。
次々に切換え、傾斜と位置の補正を少しずつ行いながら
方位を追い込んでゆく作業では相当の根気と労力を要
し、作業は長時間に渡る。
【００１０】特に、観察対象が微小で高倍率の観察をし
ている場合には、僅かな傾斜によっても観察領域が視野
範囲から完全に外れてしまうことが多くあり、方位合わ
せが実際上困難となる。また、電子ビームの照射による
試料の損傷やコンタミネーションが生じ易いために、迅
速な観察を必要とする試料に対しては、特に方位合わせ
は重要な問題となる。
ている場合には、僅かな傾斜によっても観察領域が視野
範囲から完全に外れてしまうことが多くあり、方位合わ
せが実際上困難となる。また、電子ビームの照射による
試料の損傷やコンタミネーションが生じ易いために、迅
速な観察を必要とする試料に対しては、特に方位合わせ
は重要な問題となる。
【００１１】本発明は、上述の問題点を解消し、像と回
折図形を同時にかつ連続的に観察することにより、迅速
かつ正確に試料の方位合わせができる透過型電子顕微鏡
装置を提供することにある。
折図形を同時にかつ連続的に観察することにより、迅速
かつ正確に試料の方位合わせができる透過型電子顕微鏡
装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る透過型電子顕微鏡装置は、電子レンズを
像モードと該像モードのフーリエ変換に相当する回折モ
ードとの２つの状態に周期的に切換えを行う切換手段を
有することを特徴とする。
の本発明に係る透過型電子顕微鏡装置は、電子レンズを
像モードと該像モードのフーリエ変換に相当する回折モ
ードとの２つの状態に周期的に切換えを行う切換手段を
有することを特徴とする。
【００１３】
【作用】上述の構成を有する透過型電子顕微鏡装置は、
電子レンズを像モードと回折モードに周期的に切換え
て、像と回折図形を同時に観察して観察位置での方位合
せをに行う。
電子レンズを像モードと回折モードに周期的に切換え
て、像と回折図形を同時に観察して観察位置での方位合
せをに行う。
【００１４】
【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は第１の実施例の透過型電子顕微鏡装置の断
面図を示している。装置の最上部には、電子ビームを発
射する電子銃１が配置され、電子ビームの進行方向に、
電子ビームを段階的に加速する多段加速管２、電子ビー
ムを集光するコンデンサレンズ３、結晶などの試料をセ
ットする試料室４が配列されている。試料室４の前後に
は対物レンズ５、５’が配置され、更に試料に近接して
電子ビームを極く細い径に集光するためのミニレンズ
６、６’が同様に前後に配置されている。
する。図１は第１の実施例の透過型電子顕微鏡装置の断
面図を示している。装置の最上部には、電子ビームを発
射する電子銃１が配置され、電子ビームの進行方向に、
電子ビームを段階的に加速する多段加速管２、電子ビー
ムを集光するコンデンサレンズ３、結晶などの試料をセ
ットする試料室４が配列されている。試料室４の前後に
は対物レンズ５、５’が配置され、更に試料に近接して
電子ビームを極く細い径に集光するためのミニレンズ
６、６’が同様に前後に配置されている。
【００１５】試料を透過した電子ビームの進行方向に
は、中間レンズ７、投影レンズ８、試料像の結像面とし
ての蛍光板９が配列されている。対物レンズの１つであ
るミニレンズ６には、このミニレンズ６にレンズ電流を
周期的に入力する図示しないパルス発生器が接続されて
いる。
は、中間レンズ７、投影レンズ８、試料像の結像面とし
ての蛍光板９が配列されている。対物レンズの１つであ
るミニレンズ６には、このミニレンズ６にレンズ電流を
周期的に入力する図示しないパルス発生器が接続されて
いる。
【００１６】電子ビームは電子銃１を出射した後に加速
管２により段階的に加速され、コンデンサレンズ３、一
方の対物レンズ５及びミニレンズ６により集光され、試
料室４の試料に照射される。この電子ビームは試料によ
って散乱され、他方の対物レンズ５及びミニレンズ６、
中間レンズ７、投影レンズ８によって集光を繰り返し、
蛍光板９上に結像し、像モードでは試料表面の拡大像が
表示される。
管２により段階的に加速され、コンデンサレンズ３、一
方の対物レンズ５及びミニレンズ６により集光され、試
料室４の試料に照射される。この電子ビームは試料によ
って散乱され、他方の対物レンズ５及びミニレンズ６、
中間レンズ７、投影レンズ８によって集光を繰り返し、
蛍光板９上に結像し、像モードでは試料表面の拡大像が
表示される。
【００１７】像モードにおける試料の表示に対し、回折
モードでは結晶格子を構成する試料によって散乱された
電子ビームが回折現象を起し、蛍光板９上に回折図形が
表示される。
モードでは結晶格子を構成する試料によって散乱された
電子ビームが回折現象を起し、蛍光板９上に回折図形が
表示される。
【００１８】本発明では、ミニレンズ６にパルス発生器
からパルス電流を流し、像モードと回折モードを周期的
に切換える。この切換周期が十分に短ければ、蛍光体及
び観察者の眼の残像現象によって、観察者は蛍光板９上
で像と回折像の二重写しを見ることができる。また、周
期が二重写しを得る程ではなくとも、或る程度短かけれ
ばほぼ連続的に像と回折図形を見ることができる。
からパルス電流を流し、像モードと回折モードを周期的
に切換える。この切換周期が十分に短ければ、蛍光体及
び観察者の眼の残像現象によって、観察者は蛍光板９上
で像と回折像の二重写しを見ることができる。また、周
期が二重写しを得る程ではなくとも、或る程度短かけれ
ばほぼ連続的に像と回折図形を見ることができる。
【００１９】従って、第１の実施例においてはミニレン
ズ６、６’にパルス発生器から５０ミリ秒以下の周期で
レンズ電流を流し、像モードと回折モードの周期的切換
えを行っている。
ズ６、６’にパルス発生器から５０ミリ秒以下の周期で
レンズ電流を流し、像モードと回折モードの周期的切換
えを行っている。
【００２０】このとき、試料として２０ナノメートル以
下のサイズのシリコン単結晶微粒子を用い、これに電子
ビームを絞って照射して方位合わせを実行したところ、
シリコン微粒子の結晶格子と回折図形が蛍光板上に同時
に写し出され、従来法では１０分間以上も要していた方
位合わせが、ほぼ２０秒の短時間で完了した。
下のサイズのシリコン単結晶微粒子を用い、これに電子
ビームを絞って照射して方位合わせを実行したところ、
シリコン微粒子の結晶格子と回折図形が蛍光板上に同時
に写し出され、従来法では１０分間以上も要していた方
位合わせが、ほぼ２０秒の短時間で完了した。
【００２１】第２の実施例では、第１の実施例で用いた
ミニレンズ６、６’ではなく、投射レンズ８にパルス発
生器を接続し、０．５秒より短い周期で像モードと回折
モードの切換えを行った。この場合は、コイルの時定数
やレンズのヒステリシス等の問題から、０．５秒よりも
短い周期での作動はできなかったため、蛍光板９上のパ
ターンは完全な二重写しには至らなかった。しかし、６
０秒以内で第１の実施例と同様の試料の方位合わせが完
了した。
ミニレンズ６、６’ではなく、投射レンズ８にパルス発
生器を接続し、０．５秒より短い周期で像モードと回折
モードの切換えを行った。この場合は、コイルの時定数
やレンズのヒステリシス等の問題から、０．５秒よりも
短い周期での作動はできなかったため、蛍光板９上のパ
ターンは完全な二重写しには至らなかった。しかし、６
０秒以内で第１の実施例と同様の試料の方位合わせが完
了した。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る透過型
電子顕微鏡装置は、像モードと回折モードの切換えによ
り、試料の移動と傾斜の変化を同時かつ連続的に見るこ
とができるので、特定微小領域の方位合わせが迅速かつ
正確に実施でき、簡単に像と回折図形に対応した投影及
び記録が可能である。
電子顕微鏡装置は、像モードと回折モードの切換えによ
り、試料の移動と傾斜の変化を同時かつ連続的に見るこ
とができるので、特定微小領域の方位合わせが迅速かつ
正確に実施でき、簡単に像と回折図形に対応した投影及
び記録が可能である。
【図１】透過型電子顕微鏡の断面図である。
１ 電子銃 ２ 加速管 ３ コンデンサレンズ ４ 試料室 ５、５’ 対物レンズ ６、６’ ミニレンズ ７ 中間レンズ ８ 投射レンズ ９ 蛍光板
Claims (2)
- 【請求項１】 電子レンズを像モードと該像モードのフ
ーリエ変換に相当する回折モードとの２つの状態に周期
的に切換えを行う切換手段を有することを特徴とする透
過型電子顕微鏡装置。 - 【請求項２】 前記像モードと前記回折モードの切換周
期は５ミリ秒〜５秒の範囲とする請求項１に記載の透過
型電子顕微鏡装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10190694A JP3471893B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 透過型電子顕微鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10190694A JP3471893B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 透過型電子顕微鏡装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07282763A true JPH07282763A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3471893B2 JP3471893B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=14312955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10190694A Expired - Fee Related JP3471893B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 透過型電子顕微鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3471893B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005114693A1 (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-01 | National University Corporation Hokkaido University | 電子顕微方法およびそれを用いた電子顕微鏡 |
| JP2006004849A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Jeol Ltd | 電子ビーム装置 |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP10190694A patent/JP3471893B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005114693A1 (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-01 | National University Corporation Hokkaido University | 電子顕微方法およびそれを用いた電子顕微鏡 |
| EP1768161A1 (en) * | 2004-05-20 | 2007-03-28 | National University Corporation Hokkaido University | Electron microscopic method and electron microscope using the same |
| JPWO2005114693A1 (ja) * | 2004-05-20 | 2008-03-27 | 国立大学法人 北海道大学 | 電子顕微方法およびそれを用いた電子顕微鏡 |
| US7576325B2 (en) | 2004-05-20 | 2009-08-18 | National University Corporation Hokkaido University | Electron microscopic method and electron microscope using same |
| EP1768161A4 (en) * | 2004-05-20 | 2011-08-31 | Univ Hokkaido Nat Univ Corp | ELECTRON MICROSCOPY METHOD AND ELECTRON MICROSCOPE USING THE SAME |
| JP4852758B2 (ja) * | 2004-05-20 | 2012-01-11 | 国立大学法人北海道大学 | 電子顕微方法およびそれを用いた電子顕微鏡 |
| JP2006004849A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Jeol Ltd | 電子ビーム装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3471893B2 (ja) | 2003-12-02 |
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