CH364373A - Röntgenspektralanalyse-Gerät - Google Patents

Description

  
 



  Röntgenspektralanalyse-Gerät
Die Erfindung betrifft ein Gerät für Röntgenspektralanalyse, wobei die Oberfläche einer Probe mit einem durch eine Elektronenlinse fokussierten Elektronenstrahl beschossen und die Wellenlänge der dabei entstehenden Röntgenstrahlen untersucht wird.



   Um einen kleinen Bereich der Oberfläche der Probe einwandfrei prüfen zu können, wünscht man einen Elektronenstrahl von geringem Querschnitt und ausserdem einen grossen Elektronenstrom, um eine zufriedenstellende Röntgenstrahlemission zu erhalten.



   Der Elektronenstrahlstrom I ist durch die Gleichung    a2. p. d8/3   
4   C8213    angegeben, worin   Cs    der Koeffizient der sphärischen Aberration der Elektronenlinse und   fl    die Stromdichte je Winkeleinheit von der Kathode der Elektronenquelle aus sind. Daher ist eine geringe sphärische Aberration für einen grossen Strom erforderlich; bei den bekannten Elektronenlinsenanordnungen erreicht man dies gewöhnlich dadurch, dass die Probe in einem starken Magnetfeld zwischen den Polschuhen angebracht wird. Bei ferromagnetischen Proben soll die Probe jedoch nicht in einem Magnetfeld angeordnet werden, weil diese das Linsenfeld beeinflussen; ausserdem ist es bei den bisher benutzten Elektronenlinsen, z.

   B. in Elektronenmikroskopen schwierig, die Anordnung so zu treffen, dass die Röntgenstrahlen aus der Apparatur austreten, da die Probe innerhalb des Magneten liegt; es ist ausserdem schwierig, eine optische Prüfung der Probe dabei vorzunehmen.



   Das Hauptziel der Erfindung ist, eine   Elektronenv    linsenanordnung für ein Röntgenspektralanalyse-Gerät zu schaffen, in der die zuvor genannten Schwierigkeiten im wesentlichen beseitigt oder zumindest verringert sind.



   Gemäss der Erfindung enthält die Elektronenlinse einen ringförmigen Magneten, der konzentrisch den Elektronenstrahl umschliesst und mit längs des Strahles versetzten, ringförmigen Polen versehen ist, von denen der eine vom Rand einer Öffnung in einer Platte, die sich quer zum Elektronenstrahl ausdehnt, und der andere Pol von einem hohlzylindrischen Kern mit relativ zur Plattenöffnung grossem innerem Durchmesser gebildet werden. Ausserdem wird die Probe im Elektronenstrahl in einem Bereich jenseits der mit der Öffnung versehenen Platte und ausserhalb des Magneten an einer Stelle gehaltert, an der ein vernachlässigbares Magnetfeld vorhanden ist.



   Vorzugsweise ist der Abstand der Probe von der zuletzt wirkenden   Linsenfläche    so gross gewählt, dass der Röntgenstrahl leicht austreten kann. Es sei   lier-    vorgehoben, dass bei einer solchen Anordnung, bei der die Probe ausserhalb des Magneten angeordnet ist, die Röntgenstrahlen ohne besondere Schwierigkeiten austreten können, da sie nicht unbedingt durch die Apparatur hindurchzugehen brauchen; zu diesem Ergebnis kommt man ohne eine beträchtliche   Zus    nahme der sphärischen Aberration, da der Durchmesser des hohlzylindrischen Kernes grösser ist.



   Da sich ausserdem die Probe ausserhalb des magnetischen Feldes befindet und die seitliche, mit einer Öffnung versehene Platte in hohem Grade als Schirm zwischen der Probe und der Elektronenlinse wirkt, kann sie nicht wesentlich das Feld der Elektronenlinse stören; daher ist es möglich, Proben aus ferromagnetischem Material, z. B. Eisen, zu prüfen.



   Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren ausführlich erklärt.  



   Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine bekannte Ausführungsform der Elektronenlinse.



   Fig. 2 zeigt eine Elektronenlinse gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung.



   Nach Fig. 1 enthält die Linse eine ringförmige Magnetwicklung 1, die von einem Joch 2 umgeben ist; der eine Polschuh ist von einer inneren Kante 3 einer Platte 4 und der andere Polschuh 5 von einem inneren Vorsprung am Ende eines zylindrischen Kernes 6 gebildet; die Probe 7 liegt bei solchen Anordnungen etwa zwischen den Polschuhen 3 und 5 in einem Gebiet eines starken Magnetfeldes, damit die sphärische Aberration vermindert ist.



   Fig. 2 zeigt eine gemäss der Erfindung verbesserte Konstruktion, in der mit der Fig. 1 übereinstimmende Teile durch einen Apostroph gekennzeichnet sind.



  In diesem Fall kann man jedoch erkennen, dass die seitliche Platte 4' eine kleine zentrale Öffnung 8 enthält, die von ringförmigen Polschuhen   3' umsäumt    wird, und dass dieser Polschuh einen verminderten Querschnitt hat. Ausserdem verläuft der Schlitz zwischen den Pol schuhen ringförmig zwischen den Polschuhen   5' und    der unteren Fläche der seitlichen Platte 4'; der innere Durchmesser D des zylindrischen Kernes   6' ist    gross gegenüber dem der Anordnung nach Fig. 1.



   Es hat sich herausgestellt, dass mit einer solchen Anordnung grosse   Elektronenstrahlstromdichten    mög  lich    sind, wobei sich gleichzeitig die Probe   7' in    einem vernachlässigbaren Magnetfeld befindet, da sie durch die Platte 4' gegenüber dem Feld des Elektronenlinsensystems abgeschirmt ist. Ausserdem ist die Anordnung besonders gut für ein Röntgenspektrometer zu verwenden, da die Röntgenstrahlen aus dem Raum ausserhalb der Platte 4' abgeleitet werden können; ausserdem kann von einer optischen Apparatur die Probe optisch untersucht werden.



   Fig. 3 zeigt eine Anordnung, in der die Probe 7' auf einem drehbaren Träger 9 angebracht ist, der auf einer Spindel 10 montiert ist, die durch eine Wand 11 der Apparatur hindurchläuft.



   Die Röntgenstrahlen treten durch eine Öffnung 12 in der Wand 11 aus; es sei hervorgehoben, dass diese zweckmässig gelegen ist und sich weit vom Hauptmagneten entfernt befindet; die Schwierigkeiten, die bei der Anordnung in Fig. 1 entstehen, sind daher vermieden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Röntgenspektralanalyse-Gerät mit einer Elektronenlinse, durch welche ein Elektronenstrahl auf eine Probe zur Erzeugung einer Röntgenstrahlenemission gerichtet wird, wobei die Linse einen den Elektronenstrahl konzentrisch umschliessenden, ringförmigen Magneten mit ringförmigen, längs dem Strahl versetzten Polen aufweist und eine Halterung für eine Probe im Elektronenstrahl vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Pol von dem Rand einer Öffnung in einer sich quer zum Strahl ausdehnenden Platte und der andere Pol von der Stirnkante eines hohlzylindrischen Kernes mit relativ zur Platten öffnung grossem Innendurchmesser gebildet wird, und dass die Probe ausserhalb des Magneten im Elektro nenstrahl auf der dem zylindrischen Kern abgekehrten Seite der mit der Öffnung versehenen Platte angeordnet ist,

   wo ein vernachlässigbares Magnetfeld vorhanden ist.