JPS58214257A - 電子顕微鏡等の磁区観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子顕微鏡等の磁区観察装置に係り、特にロー
レンツ電子顕微調法による透過磁区観察に好適な電子顕
微鏡等の磁区観察装置に関するものである。

従来、電子顕微鏡（以下、電顕という）において、透過
磁区像を観察する場合には、標準の対物レンズポールピ
ースのかわりに、弟１図に示す工うな磁区観察専用のシ
ールドポールピース２１を電顕に装着している。

そして、試料９を装填したサイドエントリ方式の試料ホ
ールダ８を、シールｖポールピース２１０貫通孔２２か
ら、残留磁場として数がウス以下の電子線通過２３上に
装置して、磁区観察を行なっていた。このため、下記の
ような欠点があった。

１）　電顕にシールドポールピースを装着したものは磁
区観察専用であり、通常の高性能電顕像の観察が不可能
である。

２）　透過磁区像を観察する際には、対物レンズポール
ピース、を１式、シール１ポールピースと交換する必要
があるため、操作性や電顕の稼働率が極めて悪く、かつ
不経済である−３）　貫通孔より漏洩磁束が電子線通路
内に入り込むので、水平方向磁場に４る影響が避けられ
ず、高解像かつ高倍率（１万倍以上）の磁区観察が出来
ない。

４）　磁区像は、通常の電顕像と比較して極めて大きい
デフォーカス量（数μエオーダ）を必要とする。そのた
め、レンズ励磁電流を大幅に弱励磁にしなければならな
いが、これにより、レンガ収差（球面、色収差等）が増
大し、高解像、高倍率の観察、撮影が不可能になる。

本発明の目的は、標準の対物レンズポールピースを装着
したままで、通常の電顕による検鏡をさま之げることな
く、高分解能、高倍率の透過磁区像を得られる電子顕微
鏡等の磁区観察装置を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、以下のように
した点に特徴がある。

１）　サイドエントリ方式の試料ホールダとトラジエン
トリ　方式の試料ホールダとの共用可能な構成とした。

２）　サイげエントリ方式の標準対物レンズポールピー
スの上側磁極に磁気シール−基体を具備し、数がウス以
下の一様、かつ一定な残留磁場の磁区観察用の電子線通
路を形成した。

３）　　トップエントリ方式の試料ホールダを、磁区観
察電子線通路内で数ｍｍ上下方向に移動することができ
る構成とした。

以下、本発明の一実施例を第２図により説明する。

サイドエントリ方式の標準の対物レンズポールピース１
は、対物磁路２および２ａ内に装着され、レンズ押え３
によ　り固定され、電顕の対物レンズ部を構成して込る
。

該対物レンズポールピース１の上側磁極４の磁極孔（１
１ｍｍφ）には、図の如く、磁気シールＰ基体５が、前
記上側磁極４の面から０．５ｍｍ程度距離１Ｇ″だけ後
退して嵌着されている。

該磁気シールド基体５＃ｉ、通常、対物レンズポールピ
ースに使用されている純鉄材、あるいはパーメンシール
材と比較して低導磁率の磁性材料、例えばパーマロイ材
等からなり、底面に電子線通過のための孔（２ｍｍφ以
下）６を備えている。

通常の電顕像の試料７は、水平面でＸ、Ｙ方向に±１皿
以上移動することができる機構（図示せず）を有するサ
イドエントリ方式の試料ホールダ８にセットされ、図に
示すように対物レンズポールピース１のレンズギャップ
内に装着される一一方、透過磁区像観察用の試料９は、
トップエントリ方式の試料ホールダ１ｏにセットされ、
図の様に、残留磁束（軸上磁場）が数ガウス以下である
電子線通路１１上に装着される。

該試料ホールダ１０は試料台１２に組込まれた試料上下
基体１３に、図に示す様に、着脱可能に装着されている
。前記試料台１２は対物磁路２上に載置され、かつ、水
平面でＸ、Ｙ方向に、例えば±１ｍｍ以上移動すること
ができる機構（図示せず）が設けられている。

該試料上下基体１３は、試料台１２に備えられたベース
１４および押え１５で形成される空間の中で、図示しな
い手段によシ真空シールされた状態において、外部から
駆動される回転軸１６により、ピニオン１７を介して回
転自在に装着された回転基体１８の回転により、ペース
１４および押え１５に固定されたがイｌ、”２０および
ネジ部１９に沿って上下動させられる。

以上のような構成の電子顕微鏡等の磁区観察装置で、通
常の電顕像および磁区の観察をする場合は次のようにし
て行なう。

通常の電顕像の観察、撮影の場合には、鏡体内の真空を
保持したまま、トップエン）　１１方式の試料交換機構
（図示せず）により、試料ホールダ１０を試料上下基体
１３から取出し、電子線通路」１上からはずした状態で
、試料７を試料ホールダ８にセットし、図の如き試料位
置に設定して、磁気シールド基体５の孔６を通過した電
子線により検鏡を行なう。

この場合、本発明の如き形状、寸法および材質の磁気シ
ールｒ基体５では、通常の対物レンズ励磁条件において
、対物レンズ語数（非点収差を含めた各種収差および焦
点距離）の変化は無視出来る程に小さい。のみならず、
むしろ、前磁場が最適条件の方向に作用して、高分解能
、高解像の検鏡ができる。

一方、透過磁区像の観察、撮影の場合には、前記試料ホ
ールダ８をサイｒエントリ方式の試料交換機構（図示せ
ず）によって、鏡体の真空を保持したまま、電子線通路
１１上からはずし念状態で、磁区観察用の試料９を試料
ホールダ１０にセットし、図の如く、残留磁束か数ガウ
ス以下の電子線通路１１上に装着する。

さて、一般に、磁区観察試料は、磁区が変化しないよう
に、数がウス以下の軸上磁場の下で観察する必要がある
が、電顕の対物レンズ磁場は致方がウスであるため、磁
気シール−基体５が必要である。

ところでよく知られているように、ローレンツ電子顕微
鏡法は、電子線が強磁性薄膜中を通過する際、磁壁の両
側の磁区で、電セ虐向方向が反対になる結実現われる電
子線の強度分布の相違−いわゆる磁壁の磁気コントラス
トを観察する方法である。

このような観察法では、電子線の強度分布（磁気コント
ラスト）がローレンツ偏向角および試料面と観察面（像
面）との距離、すなわち、デフォーカス量に依存し、こ
れが零の場合（インフォーカス）は磁気コントラストが
なくなる、したがらて、磁区像を得るには、焦点を試料
面からずらすという操作、すなわち、アンダフォーカス
モシくはオーバフォーカスなどのデフォーカス操作を行
って、磁化分布に対応した像のコントラストを観察面上
に得ることになる。

通常電顕像のデフォーカス量は数千Ａ程変であるが、こ
れに対して、前述の磁区像を得るためのデフォーカス量
は数ｍｍ程度必要である。

前述した試料９の装着が終った後、回転軸１６を真空外
から駆動し、ビニオン１７を介して回転基体１８を回し
、該回転基体１８のネジ部１９０回転によって、試料上
下基体１３をガイｒ２０にそって上下方向に移動（数ｍ
ｍ）させて、磁区コントラストが最も良くなるように試
料位置を設定する。

更に、通常電顕像の焦点合せと同様に、レンズ励磁電流
を微調（数千Ｋ）して最適な透過磁区像を検鏡する。

以上の説明からも分るように、不発明によれば、下記の
ような利点がある。

１）　従来装置では、試料ホールダを挿入する貫通孔か
らの漏洩磁束が電子線通路内に入り込み、その結果、水
平磁場成分による悪影響が避けられず、かつ、この場合
のデフォーカス操作時は励磁電流が大幅に変化するため
、そｆ′Ｌに対応して残留磁場、漏洩磁場とも変化する
ことが避けられない。

しかし、本発明では、磁気シールｒ基体を設け、かつ、
試料ホールダを前記磁気シールド基体内で上下移動可能
の構成にしたので、比較的一定の数がウス以下の軸上磁
場内で磁区観察を行なうことができるっ ２）　従来装置では、デフォーカス量の調整（数ｍｍオ
ーダ）をすべてレンズ励磁電流を変化させることのみに
より行なう必要があり、これによって、大幅に弱励磁と
なることが避けられず、対物レンズ収差（球面、色、非
点収差等）が増大する。

しかし、本発明では、試料の上下移動とレンズ励磁電流
の微調と併用することができるので、高解像、高倍率の
透過磁区像の検鏡ができる。

３）　従来装置では、標準対物レンズポールピースから
シールｖボールヒ４−スヘ、ある込は、シールｒ／−ル
ピースから標準対物レンズポールピースへ切換える場合
、その都度、鏡体全体の真空を破り、再排気、光軸調整
等複雑な交換作業、操作を必要とする。

しかし、本発明では、トラジエン）　１７方式とサイ「
エントリ方式の試料ホールダの着脱操作のみで、通常の
電顕像および透過磁区像が検鏡できるので作業が非常に
容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子顕微鏡の断面図、第２図は本発明の
一実施例の断面図を示す。 １・・・対物レンズポールピース、２・・・対物磁路、
４・・・上側磁極、５・・・１囁λシ一ルド基体、６・
−・電子線通過孔、８．１０・・・試料ホールダ、１３
・・・試料上下基体、１４・・・ペース、１５・・・押
え、１６・・・回転軸、１７・・・ビニオン、１８・・
・回転基体、１９・・・ネジ部、２０・・・がイげ 代理人　弁理士　平　木　道　人 オ　　１　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物磁路と、前記対物磁路内に装着され、それぞ
   れ磁極孔を有する上側および下側磁極を有し、かつ、そ
   の側面にサイドエントリ方式の電子顕微鏡観察用試料ホ
   ールダを挿入するための貫通孔を設けられた対物レンズ
   ボールぎ一スと、前記対物レンズポールピースの上側磁
   極の磁極孔に嵌着され、かつ、底面に電子線通過孔が形
   成された磁気°　シールド基体と、前記磁気シールげ基
   体の内部に磁区観察用試料を設定するためのトップエン
   ）　ＩＪ方式の試料ホールダと、前記磁区観察用トップ
   エントリ方式試料ホールダを上下動させる手段とを具備
   したことを特徴とする電子顕微鏡等の磁区観察装置。
2. （２）磁気シールド基体が、対物レンズポールピースの
   材料よりも低い導磁率の磁性材料で構成されたことを特
   徴とする特許 載の電子顕微鏡等の磁区観察装置。
3. （３）磁気シールド基体の底面が、上側磁極の面から後
   退して嵌着されたことを特徴とする前記特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の電子顕微鏡等の磁区観察装置
   。