JPH04206335A - 電子顕微鏡 - Google Patents

電子顕微鏡

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JPH04206335A
JPH04206335A JP2336658A JP33665890A JPH04206335A JP H04206335 A JPH04206335 A JP H04206335A JP 2336658 A JP2336658 A JP 2336658A JP 33665890 A JP33665890 A JP 33665890A JP H04206335 A JPH04206335 A JP H04206335A
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electron
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武夫 上野
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Hitachi Ltd
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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) 本発明は電子顕微鏡に係り、特に、結晶質試料の結晶成
長面の配向性を電子線回折を利用して測定する機能を備
えた電子顕微鏡に関するものである。
(従来技術) 近年の電子顕微鏡では、いわゆるTENi像の他に電子
線回折像を観察することか可能であり、オペレータが必
要に応じて電子顕微鏡の動作モートをTEM像モートま
たは回折像モードに設定すると、その設定に応して各電
子レンズの励磁電流か自動的に調整されるようになって
いる。
これまで、電子顕微鏡を用いた電子線回折像の観察では
、収束された電子線を試料に照射し、蛍光板上に結像さ
れる電子線回折像を解析することによって試料の結晶構
造、配向性を判断していた。
(発明が解決しようとする課題) 結晶質試料に電子線か入射すると電子線回折像が得られ
る。このとき、電子線の光軸に対する回折角度θは、入
射電子線の波長をλ、結晶面の格子間隔をdとすると、
次式(1)で表される2d−sinθ−λ ・(1) 電子線の回折角度θは、同じ面指数を有する結晶面で回
折された場合は同一であるか、回折方向は結晶の方位に
より様々なので、同じ面指数を有する結晶面で回折され
た電子線は一点に結像せず、螢光板上では光軸から等距
離に分布してしまう。
したかって、電子線回折像を解析するたけでは同じ面指
数を有する結晶面で回折された電子線の総量を測定する
ことができす、結晶配向性について定量的に把握する二
とができないという問題かあった。
また、これまでは結晶構造の解析と配向性の測定とを同
一の装置で行うことかできす、電子顕微鏡で結晶構造を
解析したのちに、X線回折装置によって配向性を測定す
るようにしていたので、試料交換時に試料か変質したり
損傷したりしてしまうという問題かあった。
本発明の目的は、上記した問題点を解決して、結晶質試
料の結晶配向性を定量的に把握すること−の可能な電子
顕微鏡を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記した目的を達成するために、本発明では、電子銃か
ら放射された電子線を収束して試料に照射し、回折され
た電子線を結像して電子線回折像を得る電子顕微鏡にお
いて、以下のような不良を講じた点に特徴がある。
(1)電子線回折像上の任意の測定点か、該測定点位置
を中心に円周運動してレンズ系光軸を横切るように前記
回折電子線に歳差運動を起こさせる電子線偏向手段と、
前記レンズ系光軸を横切る回折電子線の強度を検出する
電子線強度検出手段とを具備した。
(2)電子銃から放射された電子線に、レンズ系光軸を
中心に歳差運動を起こさせる電子線偏向手段と、前記電
子線を収束して試料に照射する手段と、前記電子線が試
料に垂直に照射されるように、前記電子線の歳差運動に
同期して試料に歳差運動を起こさせる手段と、回折され
た電子線の強度を検出する電子線強度検出手段とを具備
した。
(3)レンズ系光軸を中心に回転して、レンズ系光軸か
ら等距離の位置で結像された回折電子線の強度を測定す
る電子線強度検出手段を具備した。
(作用) 上記した各構成によれば、同じ面指数を有する結晶面に
よって同一角度で各方位に回折された全ての回折電子線
か電子線強度検出手段を横切るようになるので、同じ面
指数を有する結晶面で回折された電子線を全て検出でき
るようになる。
(実施例) 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の基本概念を説明するための図である。
同図において、偏向コイル18X、113Yには、回折
角度θで回折された回折電子線3aが本来の光軸を中心
にして角度θて歳差運動を起こすように、正弦波交流電
圧Vt5inθ、Vtcosθが印加される。
歳差運動を起こした電子線は結像レンズ系20によって
結像され、回折電子線が前記歳差運動を起こさない場合
のスポット位置30を中心にして、レンズ系の光軸と該
スポット位置30との距離Rを半径とした円周運動を起
こす。
ここで、結像面でのレンズ系の光軸位置に電流検出素子
10を設ければ、前記偏向コイル18X、18Yの偏向
周期に応答して回折電子線が電流検出素子10を周期的
に横切るので、回折電子線の電流強度l 、か検出され
る。
1g したがって、電流強度l 、を参照すれば、回1g 折重子線の強度を定量的に測定することができるように
なる。
第5図は本発明の一実施例である電子顕微鏡の構成を示
した図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分
を表している。
同図において、電子銃2から放射された電子線3は収束
レンズ4によって試料5上に収束される。
試料5で回折された電子線は対物レンズ6で収束された
後に電子線偏向器8によって偏向される。
電子線偏向器8には、信号処理装置13によって制御さ
れる電子線偏向電源11から正弦波交流電圧Viが印加
され、電子線3は歳差運動を起二 ゛す。歳差運動を起
こした電子線は結像レンズ9によって拡大されて結像す
る。
結像面でのレンズ系の光軸位置には電流検出素子10が
配置され、電流検出素子10を周期的に横切る回折電子
線の電流強度1 、が検出される。
1g 電子線輝度Gl定装置12は前記電流強度’ sigに
基づいて回折電子線の輝度を検出し、検出信号を信号処
理装置13に出力する。
このような構成において、電子線偏向器8に印加する正
弦波交流電圧を、第2図に示したようにVt1s i 
nθからVt2s i nθ(Vtlc o sθから
Vt2cosθ)に変化させると、該交流電圧の変化は
回折電子線の振れ角の変化となって表れる。
このとき、試料5に配向性があれば、以下に第4図を参
照して詳述するように、前記電圧の変化に応答して前記
電流検出素子10で検出される電流強度i 、が、例え
ば第3図に示した、ように1g isiglから151g2へ変化する。
第4図は本実施例による電子線回折像を示した図である
同図(a)に示した回折パターンが観察されたときに、
例えば[002]スポツトが該スポット位置を中心に円
周運動してレンズ系光軸([000]スポツト)に設け
られた電流検出素子10を横切るように、電子線偏向器
8を制御して回折電子線に歳差運動を起こさせると、同
図(b)に示したように、他のスポットも同様に円周運
動する。
このとき、[002] スポットを結像する結晶面と同
じ面指数を有する結晶面で回折された電子線による[0
20コ、[00丁]、[020]スポツトも、[002
]スポツトと同様に電流検出素子10を横切るように円
周運動する。
ところが、[022]スポツトや[022]スポツトの
ように、前記[002]スポツトを結像する結晶面と異
なる面指数を有する結晶面で回折された電子線によるス
ポットが電流検出素子10を横切ることはない。
したがって、このときに電流検出素子10で検圧される
電流強度1 、を観察すれば、結晶質試1g 料の結晶配向性を定量的に把握できるようになる。
同様に、同図(C)に示したように、[022]スポツ
トが該スポット位置を中心に円周運動して電流検出素子
10を横切るように回折電子線に歳差運動を起こさせる
と、[022]スポツトを結ぶ結晶面と同じ面指数を有
する結晶面で回折された電子線による[022]、[0
22コ、[022]スポツトも電流検出素子10を横切
るように円周運動する。ところが、[002]スポツト
や[020]スポツトが電流検出素子1oを横切ること
はない。
したかって、電子線偏向器8に印加する正弦波交流電圧
の値に応答して変化する電流強度l 。
1g を測定すれば、試料5の結晶配向性の状態を判定するこ
とができるようになる。
また、各回折電子線に関して、全回折電子線に対する強
度比、すなわちi  /Σi   ヲ求メS1g   
    S1g ておけば、結晶配向性について定量的に把握することが
できる。
第6図は本発明の第2実施例の基本構成を示した図であ
る。
同図において、電子線偏向器8X、8Yは電子銃2から
放射された電子線3に、レンズ系光軸33を中心に歳差
運動を起こさせる。歳差運動を起こした電子線3は収束
レンズ6oによって試料5上に収束される。
試料5は、前記収束された電子線が常に垂直に照射され
るように、前記電子線の歳差運動に同期して歳差運動を
起こす。このような試料5の歳差運動は、図示しない試
料ステージを駆動することによって達成される。
このような構成によれば、試料5によって回折角度θで
各方位に回折された回折電子線は、試料5の歳差運動に
よって電流検出素子10を横切るようになるので、本実
施例によれば、前記した第1実施例の場合と同様に、結
晶配向性について定量的に把握することかできるように
なる。
第7図は本発明の第3実施例の基本構成を示した図であ
る。
同図において、電流検出素子10はレンズ系光軸を中心
に、任意の半径で回転するように構成されている。
このような構成によれば、前記第1ないL2第2実施例
の場合と同様に、試料5によって回折角度θで各方位に
回折された回折電子線は電流検出素子10を横切るよう
になるので、結晶配向性について定量的に把握すること
ができるようになる。
しかも、本発明によれば、結晶構造の解析と配向性の測
定とを同一の装置で行えるようになるので、試料の変質
や損傷なとか最小限に押さえられて操作性の向上および
測定データの信頼性か向上される。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、結晶
配向性について簡単かつ量的に把握することができるよ
うになる。
また、本発明によれば、結晶構造の解析と配向性の測定
とを同一の装置で行えるようになるので、試料の変質や
損傷などが最小限に押さえられて操作性の向上および測
定データの信頼性か向上される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本概念を説明するための図、第2.
3.4図は第5図の動作を説明するだめの図、第5図は
本発明の一実施例である電子顕微鏡のブロック図、第6
図は本発明の第2実施例の基本構成を示した図、第7図
は本発明の第3実施例の基本構成を示した図である。 2・・・電子銃、4・・・収束レンズ、5・・・試料、
6・・対物レンズ、8・・・電子線偏向器、9・・・結
像レンズ、10・・・電流検出素子、11・・・電子線
偏向電源、12・・・電子線輝度測定装置、13・・・
信号処理装置、18X、18Y・・・偏向コイル、20
・・・結像レンズ系

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電子銃から放射された電子線を収束して試料に照
    射し、回折された電子線を結像して電子線回折像を得る
    電子顕微鏡において、 電子線回折像上の任意の測定点が、該測定点位置を中心
    に円周運動してレンズ系光軸を横切るように、前記回折
    電子線に歳差運動を起こさせる電子線偏向手段と、 前記レンズ系光軸を横切る回折電子線の強度を検出する
    電子線強度検出手段とを具備したことを特徴とする電子
    顕微鏡。
  2. (2)電子銃から放射された電子線を収束して試料に照
    射し、回折された電子線を結像して電子線回折像を得る
    電子顕微鏡において、 電子銃から放射された電子線に、レンズ系光軸を中心に
    歳差運動を起こさせる電子線偏向手段と、前記電子線を
    収束して試料に照射する手段と、前記電子線が試料に垂
    直に照射されるように、前記電子線の歳差運動に同期し
    て試料に歳差運動を起こさせる手段と、 回折された電子線の強度を検出する電子線強度検出手段
    とを具備したことを特徴とする電子顕微鏡。
  3. (3)電子銃から放射された電子線を収束して試料に照
    射し、回折された電子線を結像して電子線回折像を得る
    電子顕微鏡において、 レンズ系光軸を中心に回転して、レンズ系光軸から等距
    離の位置で結像された回折電子線の強度を測定する電子
    線強度検出手段を具備したことを特徴とする電子顕微鏡
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KR20190110483A (ko) * 2018-03-20 2019-09-30 테스칸 템페, 엘엘씨 세차 전자 회절 데이터 매핑을 위한 주사형 투과 전자 현미경 자동 정렬 방법

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