Loading article…
非点収差補正装置は、電子ビームに 弱い電場または磁気四極子場を印加することでビームの非点収差を低減する電子顕微鏡のコンポーネントです。
背景
1940年代から1960年代の初期の電子顕微鏡では[1]、非点収差が主な性能制限要因の1つでした。[2]この非点収差の原因には、対物レンズの位置ずれ、特に補正が困難なレンズの不均一な磁場、完全な円形でないレンズ、対物レンズの開口部の汚れなどがあります。[3] [4] [5] したがって、分解能を向上させるには、非点収差を補正する必要がありました。[6]電子顕微鏡で最初に商業的に使用された非点収差補正装置は、1960年代初頭に設置されました。[1]
非点収差補正は、ビームに垂直な電場または磁場を使用して行われます。[7]非点収差補正器の磁場の大きさと方位を調整することで、非対称な非点収差を補正できます。[5]非点収差補正器は、補正する電磁レンズに比べて弱い磁場を生成するため、通常はわずかな補正しか必要ありません。[8]
極数
非点収差補正装置は四極子場を生成するため、少なくとも4つの極から構成されなければならないが、六極子、[9]八極子、十二極子の非点収差補正装置も使用され、八極子非点収差補正装置が最も一般的である。[10] [11]八極子（またはそれ以上の極）非点収差補正装置も四極子場を生成するが、追加の極を使用して、課せられた場を非点収差補正楕円率の方向に揃える。[3]
種類
磁気非点収差補正装置
磁気非点収差補正器は、ビームの円筒成分を補正できる弱い円筒レンズです。磁場を誘導する金属棒で構成され、長軸をビームの中心に向けて挿入されます。棒を引っ込めたり伸ばしたりすることで、非点収差を補正できます。[12]
電磁
電磁スティグマメータはレンズと一体化され、レンズの磁場を直接変形させるスティグマメータである。これらは使用された最初のタイプのスティグマメータであった。[9] [12]
自動スティグマメーター
ほとんどの場合、非点収差は、顕微鏡のオペレーターが調整する一定の非点収差補正フィールドを使用して補正できます。非点収差の主な原因であるレンズによって生成される不均一な磁場は、通常、TEM セッション中に目立った変化はありません。最近の開発では、コンピューター制御の非点収差補正装置が使用され、通常は画像のフーリエ変換を使用して理想的な非点収差補正設定を見つけます。非点収差画像のフーリエ変換は通常、楕円形です。[13]非点収差画像の場合、それは円形であり、この特性はアルゴリズムによって非点収差を低減するために使用できます。[4]
多重スティグマシステム
通常、1つのスティグマメータで十分ですが、TEMには通常3つのスティグマメータが含まれています。1つはソースビームをスティグマ化するため、1つは実空間画像をスティグマ化するため、もう1つは回折パターンをスティグマ化するためです。これらは通常、コンデンサー、対物レンズ、中間（または回折）スティグマメータと呼ばれます。[14] 3つのポストサンプルスティグマメータの使用は、線形歪みを減らすために提案されています[15]
参照
- アナスティグマート、3つの主要な光学収差を完全に補正した写真レンズ
参考文献
- ^ ジョン・オルロフ（2008年10月24日）。荷電粒子光学ハンドブック、第2版。CRC Press。p.130。ISBN 978-1-4200-4555-0。
- ^ Peter W. Hawkes (2013年11月6日). 電子顕微鏡の始まり. Elsevier Science. ISBN 978-1-4832-8465-1。
- ^ ジョン・オルロフ（2008年10月24日）。荷電粒子光学ハンドブック、第2版。CRC Press。p.292。ISBN 978-1-4200-4555-0。
- ^ ab Batten, CF (2000). 走査型電子顕微鏡におけるオートフォーカスと非点収差補正（ケンブリッジ大学工学部博士論文）。
- ^ ab Elizabeth M. Slayter; Henry S. Slayter (1992年10月30日)。光と電子顕微鏡。ケンブリッジ大学出版局。p. 240。ISBN 978-0-521-33948-3。
- ^ Hillier, James; Ramberg, EG (1947). 「磁気電子顕微鏡の対物レンズ: 輪郭現象と高解像度の達成」. Journal of Applied Physics . 18 (1): 48. Bibcode :1947JAP....18...48H. doi :10.1063/1.1697554. ISSN 0021-8979.
- ^ Anjam Khursheed (2011). 走査型電子顕微鏡の光学系と分光計。World Scientific。ISBN 978-981-283-667-0。
- ^ Peter W. Hawkes、E. Kasper (1996 年 4 月 24 日)。電子光学の原理: 基本的な幾何光学。Academic Press。pp. 517– 。ISBN 978-0-08-096241-2。
- ^ ab Riecke, WD (2013年11月11日). 磁気電子レンズ. Springer Science & Business Media. p. 269. ISBN 978-3-642-81516-4。
- ^ P. Rai-Choudhury (1997 年 1 月)。マイクロリソグラフィー、マイクロマシニング、マイクロファブリケーションのハンドブック: マイクロリソグラフィー。IET。p. 154。ISBN 978-0-85296-906-9。
- ^ Peter W. Hawkes (2013年11月6日). 電子顕微鏡の始まり. Elsevier Science. p. 369. ISBN 978-1-4832-8465-1。
- ^ Saul Wischnitzer (2013年10月22日)。電子顕微鏡入門 。エルゼビアサイエンス。pp.91-92。ISBN 978-1-4831-4869-4。
- ^ ルドナヤ、メイン州;ヴァン・デン・ブローク、W.ドーンボス、RMP。マタイ、RMM。マウバッハ、JML (2011)。 「HAADF-STEMにおける焦点ぼけと二重乱視の補正」。超顕微鏡検査。111 (8): 1043–1054。土井：10.1016/j.ultramic.2011.01.034。ISSN 0304-3991。PMID 21740867。
- ^ BG Yacobi; LL Kazmerski; DB Holt (2013年6月29日). 固体のミクロ分析. Springer Science & Business Media. p. 81. ISBN 978-1-4899-1492-7。
- ^ Bischoff, M., Henstra, A., Luecken, U., & Tiemeijer, PC (2013). 米国特許第8,569,693号。ワシントンD.C.：米国特許商標庁。