JPS61277141A - 磁界型エネルギ−フイルタ− - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、透過電子顕微鏡等に用いられる磁界型エネル
ギーフィルターに関する。

［従来の技術］ 例えば、透過電子顕微鏡においては試料を透過した電子
線をエネルギーフィルターに導き、特定のエネルギーを
有する透過電子線による像を得る装置が実用化されてい
る。この装置の一例を第３図に示す。図中、１は電子銃
で、該電子銃１より放射された電子線２は集束レンズ３
で集束され試料４に照射される。試料４は薄ζ電子の透
過しやすいものであり、該試料を透過した電子は対物レ
ンズ５によって結像される。該結像後の電子のうち、制
限視野絞り６で選択された電子は、入射レンズ７を介し
てエネルギーフィルター８に導かれる。該エネルギーフ
ィルター８には、励磁電源９より選択したいエネルギー
に応じた一定の励磁電流が供給されている。そのため、
エネルギーフィルター８に入射した電子は、エネルギー
に応じて１０ａ、１０ｂ、ＩＯＣの様に分散する。１１
はエネルギー選択スリットであり、該スリット１１によ
り特定のエネルギー値を有する電子が選択される。この
電子に基づく像は中間レンズ１２、投影レンズ１３によ
り螢光板の如きスクリーン１４上に結像されるため、ス
クリーン１４上にはエネルギーフィルター像１５が表示
される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところでこのエネルギーフィルター８は、それぞれ励磁
コイルが捲回された例えば第４図に示すようなポールピ
ース８ａ、８ｂ、８ｃで構成され、入射電子をポールピ
ース内の均一磁界により破線イで示す如く偏向させ、そ
のエネルギーに応じて前記の如＜１０ａ、１０ｂ、１０
ｃのように分散させている。又、エネルギー分散した電
子を電子顕微鏡の光軸Ｚ上に戻すため、ポールピースＢ
ａ。

８ｂ、８ｃのうち、ポールピース８ｂの磁束φの向きが
他の２つのポールピースのものと逆になっている。この
ため、ポールピース８ａと８ｂの間及び８ｂと８０の間
には自由空間と呼ばれる磁界の存在しない空間ａとｂが
存在する。

ところで、ポールピースと自由空間との間の磁束密度分
布は第５図に実線（太線）口で示すようなシャープカッ
トオフフリンジングフィールド（ＳＣＯＦＦ）が理想的
である。しかし乍ら、現実にはポールピースの端部では
第５図に破線ハで示すような磁束の滲み出しが生じてい
る。この磁束の滲み出しによってポールピース内を飛行
する電子の軌道は、対向して配置されるポールピースの
出口と入口近傍で僅かに偏向される。そのため、光学上
のさまざまな収差を生じさせることとなり、例えば像の
ひずみ、像のボケの原因となったり、エネルギー分解能
を低下させる原因となっていた。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、エネルギーフ
ィルターの光学上の収差を無くすことによりエネルギー
フィルターの性能向上を図ることを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的を達成するための本発明の構成は、電子線
光軸に沿って入射した電子をエネルギー分散させた後、
光軸に沿って出射させるエネルギーフィルターにおいて
、前記エネルギーフィルターに使用するポールピースを
１個のポールピースで形成し、該ポールピース内の磁束
密度を光軸より離れるにしたがって大きくなるように分
布に傾斜をもたせて形成したことを特徴としている。

［実施例］ 以下本発明の実施例を添付図面に基づき詳述する。

第１図は本発明の一実施例を示すＩＩ断面図で、第２図
は第１図に示す実施例の平面図である。図中２０は本発
明に係るエネルギーフィルターに用いられるポールピー
スで、該ポールピース２０に形成されたギャップｔは、
光軸２より距離が離れるほど狭くなるように形成されて
いる。２１はポールピース２０に捲回された励磁コイル
で、２２は励磁コイル２１に励磁電流を供給するための
励磁電源である。

このように構成されたエネルギーフィルターは、励磁コ
イル２１を励磁電源２２により励磁すると、ポールピー
スのギャップｔが一定の間隔で形成されていないため、
第１図に示したようにギャップｔにおける磁束φの分布
は一定とならず、ギャップｔの部分の磁束密度Ｂは、光
軸Ｚ近傍では小さくなり、光軸Ｚより距離が離れるにし
たがって大きくなる。

ところで、磁束密度Ｂの磁界中で回転運動する質量ｍ、
電荷ｅ、速度■の電子の回転半径ｒはｒ−ｍｖ／ｅ３ で与えられる。

従って、ポールピース２０に入射した電子は、上式から
明らかなように例えば光軸Ｚ近傍では磁束密度Ｂが小さ
いため回転半径ｒは太き（、光軸Ｚより離れるにしたが
って磁束密度Ｂが大きいため回転半径ｒは小さくなり、
ポールピース２０内でその磁束密度Ｂに対応して回転半
径ｒを変化させる。そのため、ポールピースに入射した
電子を磁界方向の向きが一方向のみのポールピースで第
２図の点線二で示すような軌道を描かせて光軸２上にも
どすことができる。従って、ポールピースが１個ですむ
ため磁界の存在しない自由空間がなくなり、これに伴な
う収差を除去することができる。又、ボールビスが１個
ですむため機械的取付けが容易になる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明した様に本発明によれば、ポールピース
内の磁束分布に傾斜をもたせることによって、像のひず
み、像のボケ、エネルギー分解能の低下等の原因となっ
ている光学上の収差を無くすことができ、エネルギーフ
ィルターの性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１図
に示す実施例の平面図、第３図は従来装置の構成図、第
４図は従来装置に使用されているホールピースを説明す
るための図、第５図は従来装置を説明するための図であ
る。 ２０：ボールピース ２１：励磁コイル ２２：励磁電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子線光軸に沿って入射した電子をエネルギー分散させ
   た後、光軸に沿って出射させるエネルギーフィルターに
   おいて、前記エネルギーフィルターに使用するポールピ
   ースを１個のポールピースで形成し、該ポールピース内
   の磁束密度を光軸より離れるにしたがって大きくなるよ
   うに分布に傾斜をもたせて形成したことを特徴とする磁
   界型エネルギーフィルター。