WO2010023189A1 - Phasenplatte, insbesondere für ein elektronenmikroskop - Google Patents

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WO2010023189A1 PCT/EP2009/060892 EP2009060892W WO2010023189A1 WO 2010023189 A1 WO2010023189 A1 WO 2010023189A1 EP 2009060892 W EP2009060892 W EP 2009060892W WO 2010023189 A1 WO2010023189 A1 WO 2010023189A1
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phase plate
phase
electron
electron microscope
plate according
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Bastian Barton
Rasmus R. Schröder
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Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/2614—Holography or phase contrast, phase related imaging in general, e.g. phase plates

Definitions

  • the invention relates to a phase plate, in particular for an electron microscope, which is arranged in an electron beam and at least one thin film, which is at least partially permeable to electron beams, consists, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an electron microscope, which contains at least one of these phase plates.
  • Phase-contrast microscopy is a well-known microscopic method for imaging samples that have a greater influence on the phase than on the amplitude of a luminous radiation.
  • the samples also called phase objects, are semitransparent. Interaction of the sample material with the illumination beam influences the phase of the illumination radiation.
  • phase contrast microscopy is an established imaging technique.
  • a phase ring which is arranged in the rear focal plane of the lens of a light microscope, the coming of the sample radiation Oth diffraction order is phase-shifted relative to the first diffraction order.
  • the interference of the higher diffraction orders with the phase-shifted main maximum provides the desired high-contrast image.
  • phase-contrast microscopy has also been proposed for electron microscopy, in which the illumination radiation is electron waves.
  • the illumination radiation is electron waves.
  • TEM Transmissionselektro ⁇ enmikroskop
  • the enlarged image of the sample produced with the beam-optical system of an electron microscope in the image plane results from the interference of electrons, which on the one hand are diffracted at the sample and, on the other hand, pass through the sample without bending.
  • the characteristics of the interference pattern can be described with the phase contrast transfer function (PCTF).
  • the PCTF indicates which spatial frequencies of the sample are transferred from the sample to the image due to the instrumental properties and to what extent.
  • the PCTF is, in a first approximation, a sine function according to
  • k is the absolute value of the wave vector (spatial frequency).
  • the argument of the sine function is the wave aberration, which depends non-linearly on k:
  • ⁇ (k) ⁇ / 2 (C 3 3 3 k 4 - 2 ⁇ z Ak 2 ),
  • C s is the spherical aberration coefficient
  • ⁇ the electron wavelength
  • ⁇ z the de-focus value
  • the spatial frequency dependency shows that low spatial frequencies (large structures) in the image are recorded little or not at all. Therefore, the imaged object appears with particularly weak contrast.
  • phase contrast method is based on the introduction of the phase plate into the rear focal plane of the objective lens of the electron microscope.
  • the phase plate is generally a device that causes an additional phase shift to be introduced between the scattered wave portion and the undistributed wave portion. If this is 90 °, then the PCTF becomes cosine function according to
  • phase contrast method in TEM A general problem of the conventional phase contrast method in TEM is the introduction of the phase plate into the electron optical path. In contrast to the use of a phase ring in light microscopy, additional internals in electron microscopy are usually associated with undesired signal losses or image disturbances.
  • the thin film phase plate for a phase contrast microscope is known.
  • the thin film phase plate consists of a thin film, which is arranged on a diaphragm holder in the rear focal plane of the objective.
  • the thin film contains a passage opening through which unscattered electron waves pass unhindered.
  • the electron waves scattered by the sample are phase-shifted by the electron-matter interaction in the thin film.
  • the thin film is intended to prevent the charging of a film, for example formed as a carbon film, which manipulates the occurring phase by its internal potential. Thus, targeted charging of a carbon film is avoided by means of the conductive film.
  • phase plate in particular for an electron microscope, which is arranged in a Eiektronenstrahlbahn and consists of at least one thin film which is at least partially permeable to electron beams, this thin film consists of electrically conductive material to a predeterminable electrical voltage is connected and at least one fürgangsoff- voltage having by applying an external voltage U is the potential ⁇ a in place of the conductive D ⁇ nnflms equal to the potential ⁇ o at the output of an electron source ei ⁇ nes electron microscope, and thus an optimum phase shift is of ⁇ r / 2, which exists between the electrons that pass through the passageway and the electrons that pass through the thin film.
  • phase plate is preferably aligned perpendicular to an optical axis of the electron microscope and the passage opening extends in the direction of the electron beam path, so that unimpeded passage of those electrons that are to pass through the opening takes place.
  • the passage opening is ideally arranged in the center of a surface of the phase plate, preferably in the optical axis of an electron microscope.
  • the passage opening may be circular in its cross-section with a specific radius from a range of 0.1-20 ⁇ m, preferably 0.3-0.8 ⁇ m, as well as rectangular. Of course, other cross-sectional areas for the passage opening are conceivable.
  • the phase plate is arranged according to a preferred embodiment in relation to an object to be observed the rear focal plane of an objective lens of a transmission electron microscope, so that a targeted passage of the electrons can be done both through the through hole and through the surrounding matter of the thin film.
  • the thin film is at least partially disposed on a carrier film, which preferably consists of amorphous material.
  • a carrier film which preferably consists of amorphous material. This not only causes a stabilized attachment of the thin film in the back focal plane of an electron microscope, but also an optimal orientation of the film in relation to the orientation of the electron beam path.
  • the thin film itself is made of an amorphous material such as gold, aluminum, silver, platinum, titanium or alloys thereof to ensure the electrical conductivity of the film due to the applied voltage.
  • the thin film has according to a preferred embodiment, a film thickness of ei ⁇ nem range from 0.1 to 50 nm, preferably 0.3 - 1. 0 ⁇ m, where the subordinate are ⁇ de support film has a film thickness within a range 1-100 nm, preferably from 5 to 20 nm.
  • the phase plate may also be arranged in a composite of phase plates arranged along the electron beam path, wherein the phase plate can cover at least parts, namely preferably a half plane of a diffraction image plane within the electron microscope both in this composite and in individual use.
  • An electron microscope with such a phase plate is advantageously designed such that it comprises at least one objective lens, the phase plate, a voltage applied to the phase plate with associated voltage source, an object in an object plane and a lighting system.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an electron microscope with a phase plate according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of a section of an electron microscope with a phase plate according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of an electron microscope with a phase plate according to a third embodiment
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of an electron microscope with a phase plate according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 5 shows, in a fragmentary schematic view of an electron micrograph ⁇ microscope with phase plates according to a fifth embodiment of the invention.
  • 6 is a schematic representation of an electron microscope with Phasenplat ⁇ th according to a sixth embodiment of the invention
  • 7 shows a diagram of the phase shift achieved by the phase plate according to the invention
  • FIG. 8 is a detail of the representation shown in FIG. 7; FIG.
  • FIG. 10 is a detail of the representation shown in FIG. 9; FIG. and
  • FIG. 11 shows two image recordings with and without the phase plate according to the invention installed in a transmission electron microscope.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a transmission electron microscope (TEM) with a phase plate according to the invention in accordance with a first embodiment of the invention.
  • TEM transmission electron microscope
  • the electron beams collected at the objective lens 5 are then passed through the phase plate 8 according to reference numeral 6, with certain electron beams passing through a through hole 9 and passing through other electron beams, the thin phase plate 8 and their matter.
  • a voltage is applied by means of a voltage source 12 from the outside.
  • the electron beams 10 which have passed through the phase plate 8 or through its passage opening 9 then fall onto an image plane in an intermediate image plane 11 to obtain a corresponding phase contrast image obtained by passing the electron beams through the phase plate 8.
  • This becomes a high-contrast image as can be seen, for example, from FIG. 11b by comparison with the image reproduced in FIG. 11a, which was not obtained with the phase plate according to the invention.
  • Fig. 2 is a sectional view schematically shows an electron microscope with a phase plate according to a second embodiment of the invention. Identical and equivalent parts are provided with the same reference numerals.
  • the phase plate 8a is in turn provided with an electrical potential according to the voltage source 12 which is not equal to the potential at the output of the electron source of the TEM and is represented by the earth potential 13.
  • the phase plate 8a has the centrally arranged through-opening 9, wherein this through-opening has a circular cross-section with a diameter 16 which preferably has 1 .mu.m.
  • the through-hole is positioned near the rear focal plane of the objective lens, more precisely at the location where the bundle of the unscattered beams collected by the lens has the least extension perpendicular to the optical axis, here represented as lying on the optical axis.
  • phase plate 8a is held on both sides at least partially by a carrier film 14a for stabilization purposes, wherein the carrier film may be, for example, annular.
  • the thin film 8a of the phase plate has a thickness 15 of, for example, 5 nm.
  • the transmission electron microscope is represented by an outer wall 17 indicated on the left side.
  • the phase plate is positioned in the back focal plane, more precisely at the location where the bundle of unscattered rays collected by the lens has the least extension perpendicular to the optical axis, of a transmission electron microscope.
  • the central beam of the unscattered electrons is passed through the central hole, whereas ge ⁇ scattered electrons to the thin film 8a of conductive material and elektronen build engineerem happen.
  • the applied voltage produces a potential distribution, as will be explained in more detail below, whereupon the electron wave is phase-shifted, which leads to strong phase contrast in the focused image, as shown in FIG. 11, of the sample or of the object 3.
  • FIG. 3 shows a detail of a schematic representation of an electron microscope with a phase plate according to a third embodiment of the invention.
  • the phase plate 8b is arranged only on a half-plane with respect to the optical axis 7 and in turn has a carrier film 14b.
  • Identical and equivalent components are provided with the same reference numerals.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of the phase plate in a schematically represented transmission electron microscope, where identical and equivalent parts are again provided with the same reference numerals.
  • the phase plate or the thin film 8c has almost over its entire lower surface on a carrier film 14c, which may for example consist of carbon and, for example, 10 nm thick.
  • the thin film 8c itself may be 5 nm thick, for example.
  • the thin film 8c made of silver, aluminum, gold, titanium or the like materials in order to obtain a conductive structure and at the same time the least possible influence on the electrons penetrating this film.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of the phase plate with an indicated fragmentary electron microscope.
  • a voltage source 12a, 12b and 12c is connected to obtain an electric potential at the location of the film of the phase plate 12.
  • phase plates may have either the same thickness or different thicknesses 15a, 15b and 15c.
  • the electron microscope is shown with left and right walls 17, 18 hinted.
  • FIG. 6 shows a further sixth embodiment of the phase plate with associated electron microscope or transmission electron microscope. Identical and equivalent components are provided with the same reference numerals.
  • the electrons After the electrons have passed through the objective lens 5, which is a converging lens, they enter a half-sided phase plate 8g arranged with respect to the optical axis and are scattered by means of this phase plate at least on this left side of the electron microscope.
  • a voltage is applied to the phase plate 8g by means of the voltage source 12d.
  • phase plate 8h is arranged in the other half of the transmission electron microscope with respect to the optical axis 7 and has a second voltage by means of the second voltage source 12e, wherein the voltages of the voltage sources 12d and 12e may be the same or different.
  • a further objective lens 19 which are equipped with a further lens 21, 22 in a transfer lens system and can also have further lenses and similar elements, as indicated by reference numeral 20.
  • FIG. 7 shows in a phase shift diagram the phase shift that can be obtained by a phase plate arrangement according to FIGS. 1-6.
  • Fig. 8 is an enlarged view of the central portion of the diagram of FIG. 7 is shown.
  • the ordinate indicates the phase shift in units of ⁇ / 2 and the abscissa the distance from the optical axis, wherein the passage opening is arranged around the 0 value.
  • a phase shift characteristic is shown in a phase plate having a through-hole of 1 ⁇ m.
  • the reference numeral 21 gives a phase shift characteristic for a phase plate having a passage opening radius of 500 nm and reference numeral 22 for a phase plate having a passage opening radius of 300 nm.
  • the voltage applied to the phase plate is in each case set so that for the phase shift large distances from the optical axis is always 90 °.
  • Fig. 9 and in an enlarged view in Fig. 10 is a diagram of the phase contrast transmission for phase plates with through holes having different radii reproduced.
  • the phase contrast transfer function (PCTF) in the absence of all other lens aberrations, ie, the subject in Gauss focus and neglected all higher aberrations, is shown by passing the unscattered central beam through the phase plate hole at three different hole radii.
  • the phase contrast very quickly reaches an almost optimum value of more than 80% according to the following table as a function of the spatial frequency of the structure factors of the object in the diffraction plane.
  • an increase in contrast also occurs here achieved for those spatial frequencies corresponding to axis distances r within the central hole.
  • the potential is:
  • AX (r) X (r) - X g ⁇ .
  • ⁇ X is shown in FIGS. 7 and 8 as a function of the geometric distance from the origin of the rear focal plane of the objective.
  • the spatial frequency k (corresponds to the reciprocal coordinate in the Fourier space of the object structure factors) is related to the geometric distance r in the following way:
  • A - (/: focal length of the objective lens).
  • the relative phase shift AX (r) caused by the potential distribution can be used as an electron-optical "Zernike” phase plate (analogous to "V4 plates” in light microscopy).
  • the focal length z F of the arrangement can roughly be estimated:
  • phase plate is therefore very weak, namely in the range of several meters, while the focal length of the 0 objective lens of the TEM is in the range of a few millimeters.
  • Fig. 11 shows TEM images of native membrane vesicles with ice embedding.

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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Phasenplatte, insbesondere für ein Elektronenmikroskop, die in einer Elektronenstrahlbahn angeordnet ist, aus mindestens einer dünnen Folie (8d - f ), welche zumindest teilweise für Elektronenstrahlen durchlässig ist, wobei die dünne Folie (8d - f) aus elektrisch leitfähigem Material besteht, an eine vorbestimmbare elektrische Spannung (12a - c) angeschlossen ist und mindestens eine Durchgangsöffnung (9a - c) aufweist.

Description

Phasenplatte, insbesondere für ein Elektronenmikroskop
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Phasenplatte, insbesondere für ein Elektronenmikroskop, die in einer Elektronenstrahlbahn angeordnet ist und aus mindestens einer dünnen Folie, welche zumindest teilweise für Elektroneπstrahlen durchlässig ist, besteht, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Elektronenmikroskop, welches mindestens eine dieser Phasenplatten enthält.
Bei der Phasenkontrastmikroskopie handelt es sich um ein allgemein bekanntes mikroskopisches Verfahren zur Abbildung von Proben, die einen größeren Einfluss auf die Phase als auf die Amplitude einer Beleuchtuπgsstrahlung haben. Die Proben, die auch als Phasenobjekte bezeichnet werden, sind semitransparent. Durch Wechselwirkung des Probenmaterials mit der Beleuchtungsstrahluπg wird die Phase der Beleuchtungsstrahlung beeinflusst.
In der optischen Mikroskopie, bei der die Beleuchtungsstrahlung Licht ist, ist die Phasenkon- trastmikroskopie ein etabliertes Abbildungsverfahren. Mit einem Phasenring, der in der hinteren Brennebene des Objektivs eines Lichtmikroskops angeordnet ist, wird die von der Probe kommende Strahlung O-ter Beugungsordnung relativ zur ersten Beugungsordnung phasenverschoben. Die Interferenz der höheren Beugungsordnungen mit dem phasenverschobenen Hauptmaximum liefert das gewünschte kontrastreiche Bild.
Eine derartige Phasenkontrastmikroskopie wurde auch für die Elektronenmikroskopie, bei der es sich bei der Beleuchtungsstrahlung um Elektronenwellen handelt, vorgeschlagen. Insbesondere beim Transmissionselektroπenmikroskop (TEM), bei dem Proben mit Elektro¬ nen durchstrahlt und die Proben nach Durchgang der Elektronen durch die Probe elektro- nenoptisch abgebildet werden, besteht ein Interesse an physikalischen Phasenkontrast- Verfahren, da notwendigerweise dünne, ungefärbte Proben untersucht werden, die sich durch eine geringe Phasenverschiebung auszeichnen. ln „Cryst. Res. Technol." von S. Zemlin, Bd. 33, 1998, S. 1097 - 1111 werden die Grundprinzipien der elektronenmikroskopischen Phasenkontrastverfahren erläutert. Zur Illustration werden Einzelheiten der wellenoptischen Beschreibung der Phasenkontrast- Elektronenmikroskopie genannt. Weitere Erläuterungen der Wellenoptik und Vektordarstel- lung des Phasenkontrastes ergeben sich insbesondere aus den hier angeführten Veröffentlichungen und Lehrbüchern der Elektronenmikroskopie.
Das mit dem strahlenoptischen System eines Elektronenmikroskopes in der Bildebene erzeugte vergrößerte Bild der Probe ergibt sich durch Interferenz von Elektronen, die einerseits an der Probe gebeugt werden und anderseits die Probe ungebeugt durchsetzen. Die Eigenschaften des Interferenzbildes können mit der Phasenkontrastübertragungsfunktion (phase contrast transfer function, PCTF) beschrieben werden. Die PCTF gibt an, welche Ortsfrequenzen der Probe aufgrund der instrumenteilen Eigenschaften in welchem Maße von der Probe in das Bild übertragen werden. Für ein herkömmliches TEM mit Hellfeldabbildung ist die PCTF in erster Näherung eine Sinus-Funktion gemäß
PCTF(k) = 2 sin(γ(k)),
wobei k der Absolutbetrag des Wellenvektors (Ortsfrequenz) ist. Das Argument der Sinus- Funktion ist die Wellenaberration, die nicht-linear von k abhängt:
γ(k) = ττ/2 (C333k4 - 2Δz Ak2),
wobei Cs der sphärische Aberrationskoeffizient, Λ die Elektronenwellenlänge und Δz der De- fokuswert sind.
Die Ortsfrequenzabhängigkeit zeigt, dass niedrige Ortsfrequenzen (große Strukturen) im Bild wenig oder gar nicht aufgezeichnet werden. Daher erscheint das abgebildete Objekt mit besonders schwachem Kontrast. Die Kontra st Übertragung verschwindet völlig in einem TEM ohne Linsenfehler {Cs = 0mm) und für eine Bildaufnahme im Gauss-Fokus (Δz = 0mm).
Um dennoch Kontraste zu erzeugen, werden gemäß der herkömmlichen Technik mit endli¬ chem Koeffizienten der sphärischen Aberration ein kleiner Defokus eingestellt, was jedoch zu einem Informationsverlust durch eine Kontrastdelokalisierung führt. Ein echtes Phasenkontrastverfahren beruht auf der Einführung der Phasenplatte in die hintere Brennebene der Objektivlinse des Elektronenmikroskops. Die Phasenplatte ist allgemein eine Vorrichtung, die bewirkt, dass zwischen dem gestreuten Wellenanteil und dem unge- streuten Wellenanteil eine zusätzliche Phasenverschiebung eingeführt wird. Beträgt diese 90°, so wird die PCTF in eine Kosinus-Funktion gemäß
PCTFπ/2(k) = 2 cos(γ(k))
überführt. Mit dieser PCTF kann auch unter optimalen optischen Bedingungen, nämlich vollständige Aberrationskorrektur und keine Defokussierung, eine vollständige Kontrastübertragung erfolgen. Es wird die maximale Bildinformation erzielt.
Ein generelles Problem des herkömmlichen Phasenkontrastverfahrens in der TEM besteht in der Einführung der Phasenplatte in den elektronenoptischen Strahlengang. Im Unterschied zum Einsatz eines Phasenringes bei der Lichtmikroskopie sind zusätzliche Einbauten bei der Elektronenmikroskopie in der Regel mit unerwünschten Signalverlusten oder Bildstörungen verbunden.
Aus DE 101 14 949 A 1 ist eine Dünnfilmphasenplatte für ein Phasenkontrastmikroskop bekannt. Die Dünnfilmphasenplatte besteht aus einem Dünnfilm, der an einer Blendenhalterung in der hinteren Brennebene des Objektives angeordnet ist. Der Dünnfilm enthält eine Durchtrittsöffnung, durch die ungestreute Elektronenwellen ungehindert hindurchtreten. Die von der Probe gestreuten Elektronenwellen hingegen werden durch die Elektronen-Materie- Wechselwirkung im Dünnfilm phasenverschoben. Der Dünnfilm soll die Aufladung eines Filmes, beispielsweise als Kohlefilm ausgebildet, verhindern, welcher durch sein inneres Potenzial die auftretende Phase manipuliert. Somit wird gezielt eine Aufladung eines Kohlefilms mit Hilfe des leitenden Filmes vermieden. Allerdings können am Dünnfilm nach Kontamination mit Verunreinigungen aus dem Elektronenmikroskop aufladungserscheinun- gen auftreten, die unkontrollierte Phasenverschiebungen und Bildverzerrungen bewirken und sich somit nachteilig bei Abbildungen auswirken. Dies ergibt eine Verminderung des Auflösungsvermögens, auch da der Film seine Funktion der Verhinderung einer Aufladung nicht mehr zuverlässig ausüben kann. Da bei der in DE 101 14 949 A1 beschriebenen Erfindung wird die Phasenverschiebung der Elektronenwelle durch das innere elektrostatische Poten- zial eines nach außen ungeladenen Dünnfilms vonstatten geht, ist eine Dicke des Films von 20-30 nm erforderlich. Ein Film dieser Dicke fuhrt jedoch beim Durchgang der Elektronenwelle zu Kohärenz- und damit zu Signalverlusten. Das Signal-zu-Rausch-Verhaltnis der Bilder und die maximal erreichbare Auflosung werden dadurch vermindert.
Demzufolge ist es Aufgabe der Erfindung, eine Phaseπplatte, insbesondere für ein Elektronenmikroskop sowie ein Elektronenmikroskop mit einer derartigen Phasenplatte zur Verfügung zu stellen, mit dem ein erhöhtes Sιgnat-zu-Rausch-Verhältnιs und somit eine erhöhte Auflosung erreicht wird
Diese Aufgabe wird durch eine Phasenseite gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch ein Elektronenmikroskop gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 13 gelost.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt dann, dass bei einer Phasenplatte, insbesondere für ein Elektronenmikroskop, die in einer Eiektronenstrahlbahn angeordnet ist und aus mindestens einer dünnen Folie besteht, welche zumindest teilweise für Eiektronenstrahlen durchlassig ist, diese dünne Folie aus elektrisch leitfähigem Material besteht, an eine vorbestimmbare elektrische Spannung angeschlossen ist und mindestens eine Durchgangsoff- nung aufweist Durch das Anlegen einer äußeren Spannung U wird das Potenzial Φa am Ort des leitenden Dύnnflms ungleich dem Potenzial Φo am Ausgang einer Elektronenquelle ei¬ nes Elektronenmikroskopes und somit wird eine optimale Phasenverschiebung von τr/2 erhalten, welche zwischen den Elektronen, die die Durchgangsoffnung passieren und den E- lektronen, die die dünne Folie passieren, besteht. Dies führt dazu, dass die optimierte Phasenverschiebung von ττ/2 aufgrund der in der dünnen Folie verlangsamten Elektronen zu einer Abbildung mit maximalem Phasenkontrast führt.
Es kann durch das Anlegen einer derartigen Spannung zudem eine dünne Folie in Form ei¬ nes Dünnfilms verwendet werden, deren Stärke bzw. Dicke auf beispielsweise 5 nm reduziert werden kann, wohingegen zuvor dünne Folien mit einer Dicke von beispielsweise 30 nm verwendet werden mussten, um eine derartige Phasenverschiebung anzustreben. Dies er¬ möglicht eine signifikant höhere Transmission und vermeidet Kohärenz- und Auflosungsver- luste Damit wird der Informationsgehalt des Bildes höher und die erreichbare Auflösung verbessert Die Phasenplatte ist vorzugsweise senkrecht zu einer optischen Achse des Elektronenmikroskops ausgerichtet und die Durchgangsöffnung erstreckt sich in Verlaufsrichtung der Elekt- ronenstrahlenbahn, so dass ein ungehindertes Durchlaufen derjenigen Elektronen, die die Öffnung passieren sollen, stattfindet.
Die Durchgangsöffnung wird idealerweise im Zentrum einer Fläche der Phasenplatte, vorzugsweise in der optischen Achse eines Elektronenmikroskopes angeordnet.
Die Durchgangsöffnung kann sowohl kreisförmig in ihrem Querschnitt mit einem bestimmten Radius aus einem Bereich von 0,1 - 20 μm, vorzugsweise von 0,3 - 0,8 μm als auch recht- eckförmig ausgebildet sein. Selbstverständlich sind auch andere Querschnittsflächen für die Durchgangsöffnung denkbar.
Die Phasenplatte ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer bezüglich eines zu beobachtenden Objektes der hinteren Brennebene einer Objektivlinse eines Transmissions- Elektronenmikroskopes angeordnet, so dass ein gezielter Durchtritt der Elektronen sowohl durch die Durchgangsöffnung als auch durch die umliegende Materie der dünnen Folie erfolgen kann.
Vorzugsweise ist die dünne Folie zumindest teilweise auf einem Trägerfilm, der vorzugsweise aus amorphem Material besteht, angeordnet. Dies bewirkt nicht nur eine stabilisierte Anbringung der dünnen Folie in der hinteren Brennebene eines Elektronenmikroskops, sondern auch eine optimale Ausrichtung der Folie im Verhältnis zu der Ausrichtung der Elektronen- strahlbahn.
Die dünne Folie selber ist aus einem amorphen Material, wie Gold, Aluminium, Silber, Platin, Titan oder Legierungen hieraus, um die elektrische Leitfähigkeit der Folie aufgrund der angelegten Spannung sicherzustellen.
Die dünne Folie weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Foliendicke aus ei¬ nem Bereich von 0,1 - 50 nm, vorzugsweise von 0,3 - 1 ,0 πm auf, wobei der darunterliegen¬ de Trägerfilm eine Filmdicke aus einem Bereich von 1 - 100 nm, vorzugsweise von 5 - 20 nm aufweisen kann. Die Phasenplatte kann auch in einem Verbund von entlang der Elektronenstrahlbahn übereinander angeordneten Phaseπplatten angeordnet sein, wobei die Phasenplatte sowohl in diesem Verbund als auch bei einzelner Verwendung zumindest Teile, nämlich vorzugsweise eine Halbebene einer Beugungsbildebene innerhalb des Elektroneπmikroskopes abdecken kann.
Ein Elektronenmikroskop mit einer derartigen Phasenplatte ist derart vorteilhaft ausgebildet, dass es zumindest eine Objektivlinse, die Phasenplatte, eine an der Phasenplatte angelegte Spannung mit dazugehöriger Spannungsquelle, ein Objekt in einer Objektebene und ein Be- leuchtungssystem umfasst.
Weitere vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:
Fig.1 in einer schematischen Darstellung ein Elektronenmikroskop mit einer Phasenplatte gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 in einer schematischen Darstellung ein Ausschnitt eines Elektronenmikrosko- pes mit einer Phasenplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung .
Fig. 3 in einer schematischen Ausschnittsdarstellung ein Elektronenmikroskop mit einer Phasenplatte gemäß einer dritten Ausführungsform;
Fig. 4 in einer schematischen Ausschnittsdarstellung ein Elektronenmikroskop mit einer Phasenplatte gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 in einer ausschnittsweisen schematischen Darstellung ein Elektronenmikro¬ skop mit Phasenplatten gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 in einer schematischen Darstellung ein Elektronenmikroskop mit Phasenplat¬ ten gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 7 in einem Diagramm eine Darstellung der durch die erfindungsgemäße Phasenplatte erreichten Phasenverschiebung;
Fig. 8 ein Ausschnitt der in Fig. 7 wiedergegebenen Darstellung;
Fig. 9 in einem Diagramm eine weitere Darstellung der mit der erfindungsgemäßen
Phasenplatten erreichten Phasenverschiebung;
Fig. 10 ein Ausschnitt der in Fig. 9 wiedergegebenen Darstellung; und
Fig. 11 zwei Bildaufnahmen mit und ohne der in einem Transmissionselektronenmikroskop eingebauten erfindungsgemäßen Phasenplatte.
In Fig. 1 wird in einer schematischen Darstellung ein Transmissionselektroπenmikroskop (TEM) mit einer erfindungsgemäßen Phasenplatte gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Von einem Beleuchtungssystem 1 aus fallen Elektronenstrahlen 2 auf ein Objekt 3, an welchem die Elektronenstrahlen gemäß Bezugszeichen 4 gestreut werden. Anschließend fallen die gestreuten Elektronenstrahlen 4 auf eine Objektivlinse 5, die zu- nächst ein Beugungsmuster und dann ein Zwischenbild des Objektes erzeugt. Eine Phasen- platte 8 ist in der Nähe der hinteren Brennebene der Objektivlinse 5 positioniert, genauer an dem Ort, an dem das von der Linse gesammelte Bündel der ungestreuten Strahlen die geringste Ausdehnung senkrecht zu einer optischen Achse 7 hat (="Crossover").
Die an der Objektivlinse 5 gesammelten Elektronenstrahlen werden anschließend gemäß Bezugszeichen 6 durch die Phasenplatte 8 hindurchgeleitet, wobei bestimmte Elektronenstrahlen eine Durchgangsöffnung bzw. ein Loch 9 durchlaufen und andere Elektronenstrahlen, die dünn ausgeprägte Phasenplatte 8 und deren Materie durchlaufen.
An der Phasenplatte 8 ist eine Spannung mittels einer Spannungsquelle 12 von außerhalb angelegt.
Die durch die Phasenplatte 8 oder durch dessen Durchgangsöffnung 9 hindurchgetretenen Elektroneπstrahlen 10 fallen anschließend in einer Zwischenbildebene auf eine Bildebene 11 , um ein entsprechendes Phasenkontrast-Bild, welches durch den in Durchtritt der Elektronenstrahlen durch die Phasenplatte 8 erhalten wird, zu erhalten. Dies wird zu einem kontrastreichen Bild, wie es beispielsweise aus Fig. 11b durch einen Vergleich mit der in Fig. 11a wiedergegebenen Abbildung, die nicht mit der erfindungsgemäßen Phasenplatte erhal- ten wurde, hervorgeht.
In Fig. 2 ist in einer Ausschnittsdarstellung schematisch ein Elektronenmikroskop mit einer Phasenplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Gleiche und gleichbedeutende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Phasenplatte 8a ist wiederum mit einem elektrischen Potenzial gemäß der Spannungsquelle 12, welches ungleich dem Potenzial am Ausgang der Elektronenquelle des TEM ist und durch das Erdpotenzial 13 wiedergegeben wird, versehen. Die Phasenplatte 8a weist die zentral angeordnete Durchgangsöffnung 9 auf, wobei diese Durchgaπgsöffnung einen kreis- förmigen Querschnitt mit einem Durchmesser 16, der vorzugsweise 1 ,0 μm aufweist, zeigt. Die Durchgangsöffnung ist in der Nähe der hinteren Brennebene der Objektivlinse positioniert, genauer an dem Ort, an dem das von der Linse gesammelte Bündel der ungestreuten Strahlen die geringste Ausdehnung senkrecht zur optischen Achse hat, hier als auf der optischen Achse liegend wiedergegeben.
Die Phasenplatte 8a wird beidseitig zumindest teilweise von einem Trägerfilm 14a zu Stabilisierungszwecken gehalten, wobei der Trägerfilm beispielsweise ringförmig ausgebildet sein kann.
Die dünne Folie 8a der Phasenplatte weist eine Dicke 15 von beispielsweise 5 nm auf.
Das Transmissionselektronenmikroskop ist durch eine linksseitig angedeutete Außenwand 17 wiedergegeben.
Die Phasenplatte wird in der hinteren Brennebene, genauer an dem Ort, an dem das von der Linse gesammelte Bündel der ungestreuten Strahlen die geringste Ausdehnung senkrecht zur optischen Achse hat, eines Transmissionselektronenmikroskopes positioniert. Der Zentralstrahl der ungestreuten Elektronen wird durch das zentrale Loch geführt, wohingegen ge¬ streute Elektronen den dünnen Film 8a aus leitendem und elektronendurchlässigem Material passieren. Durch die angelegte Spannung entsteht eine Potentialverteilung, wie sie nachfolgend noch näher dargelegt wird, woraufhin die Elektronwelle phasenverschobeπ wird, was zu starken Phasenkontrast in der fokussierten Abbildung, gemäß Fig. 11 , der Probe bzw. des Objektes 3 führt.
In Fig. 3 ist ausschnittsweise eine schematische Darstellung eines Elektronenmikroskopes mit einer Phasenplatte gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Phasenplatte 8b ist lediglich auf einer Halbebene bezüglich der optischen Achse 7 angeordnet und weist wiederum einen Trägerfilm 14b auf. Gleiche und gleichbedeutende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 4 wird eine vierte Ausführungsform der Phasenplatte in einem ausschnittsweise dargestellten schematisch wiedergegebenen Transmissionselektronenmikroskops gezeigt, gleiche und gleichbedeutende Teile sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Phasenplatte bzw. die dünne Folie 8c weist nahezu über ihre gesamte untere Fläche einen Trägerfilm 14c auf, der beispielsweise aus Kohlenstoff bestehen kann und beispielsweise 10 nm dick ist.
Die dünne Folie 8c selber kann beispielsweise 5 nm dick sein.
Bei der Spannung 12 werden Werte von beispielsweise 100 mV verwendet, wobei diese Werte ebenso auf die weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Phasenplatte angewendet werden können. Vorteilhaft ist die dünne Folie 8c aus Silber, Aluminium, Gold, Titan oder dergleichen Materialien, um eine leitende Struktur und zugleich eine möglichst geringe Beeinflussung der diesen Film durchdringenden Elektronen zu erhalten.
In Fig. 5 ist eine fünfte Ausführuπgsform der Phasenplatte mit angedeuteten ausschnittsweisen Elektronenmikroskop wiedergegeben. Hier handelt es sich um einen Verbund von zwei oder mehreren Phasenplatten mit den dünnen Folien 8d, 8e und 8f und darin auf der opti¬ schen Achse 7, genauer an dem Ort, an dem das von der Linse gesammelte Bündel der un- gestreuten Strahlen die geringste Ausdehnung senkrecht zur optischen Achse hat,, angeordneten Löchern 9a, 9b und 9c, wobei die Löcher 9a, 9b und 9c den gleichen Durchmesser oder verschiedene Durchmesser16a, 16b und 16c aufweisen können. An jeder Phasenplatte ist eine Spannungsquelle 12a, 12b und 12c angeschlossen, um ein elektrisches Potenzial am Ort des Filmes der Phasenplatte 12 zu erhalten.
Ebenso können die Phasenplatten entweder gleich stark oder unterschiedliche Dicken 15a, 15b und 15c aufweisen.
Das Elektronenmikroskop ist mit links- und rechtsseitigen Wänden 17, 18 andeutungsweise dargestellt.
In Fig. 6 ist eine weitere sechste Ausführungsform der Phasenplatte mit dazugehörigem Elektronenmikroskop bzw. Transmissionselektronenmikroskop dargestellt. Gleiche und gleichbedeutende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Nachdem die Elektronen die Objektivlinse 5, welche eine Sammellinse ist, durchlaufen haben, treten sie in eine halbseitig bezüglich der optischen Achse angeordnete Phasenplatte 8g ein und werden mittels dieser Phasenplatte zumindest auf dieser linken Seite des E- lektronenmikroskopes gestreut bzw. gebeugt. An der Phasenplatte 8g liegt eine Spannung mittels der Spannungsquelle 12d an.
Eine weitere Phasenplatte 8h ist in der anderen Hälfte des Transmissionselektronen- mikroskopes bezüglich der optischen Achse 7 angeordnet und weist eine zweite Spannung mittels der zweiten Spannungsquelle 12e auf, wobei die Spannungen der Spannungsquellen 12d und 12e gleich groß oder verschieden sein können.
In einem ersten Zwischenbild wird wiederum das Bild der Phasenverschiebung erhalten. Anschließend durchlaufen die Elektronenstrahlen eine weitere Objektivlinse 19, die in einem Transferlinsensystem mit einer weiteren Linse 21 , 22 ausgestattet sind und zudem weitere Linsen und dergleichen Elemente, wie durch Bezugszeichen 20 angedeutet, aufweisen kön- nen.
Die durch die Linse 21 hindurchgetretenen Elektroπenstrahlen 23 durchlaufen die abbildende Linse 22 und treten dann als Elektronenstrahlen 24 aus dieser aus, um anschließend teilweise in die Phasenplatte 8h einzutreten und somit als Elektronenstrahlen 25 teilweise eine Phasenverschiebung von π/2 aufzuweisen, wenn sie in der Zwischenbildebene 26 ein Bild erzeugen.
In Fig. 7 ist in einem Phasenverschiebungsdiagramm die Phasenverschiebung, welche durch eine Phasenplatten-Anordnung gemäß Fig. 1 - 6 erhalten werden kann, dargestellt.
In Fig. 8 ist eine vergrößerte Darstellung des zentralen Bereiches des Diagramms gemäß Fig. 7 wiedergegeben.
Über die Ordinate ist die Phasenverschiebung in Einheiten von π/2 und über die Abszisse der Abstand von der optischen Achse angegeben, wobei die Durchgangsöffnung um den 0- Wert herum angeordnet ist.
Gemäß Bezugszeichen 20 wird ein Phasenverschiebungsverlauf bei einer Phasenplatte mit einer Durchgangsöffnung von 1 μm gezeigt. Das Bezugszeichen 21 gibt einen Phasenverschiebungsverlauf für eine Phasenplatte mit einem Durchgangsöffnungsradius von 500 nm und Bezugszeichen 22 für eine Phasenplatte mit einem Durchgangsöffnungsradius von 300 nm. Die hierin gezeigte relative Phasenverschiebung von ungestreuten zu gestreuten Elektronenwellen aufgrund der Phasenplatte in Abhängigkeit vom Durchgangsabstand von der optischen Achse zeigt, dass der gewünschte Phasenverschiebungsverlauf umso schneller eintritt, je kleiner der Radius der Durchgangsöffnung ist. Die an der Phasenplatte angelegte Spannung ist hierbei jeweils so eingestellt, dass für die Phasenverschiebung große Abstände von der optischen Achse immer 90° beträgt.
In Fig. 9 und in einer vergrößerten Darstellung in Fig. 10 ist in einem Diagramm die Phasen- kontrast-Übertragung für Phasenplatten mit Durchgangsöffnungen, die verschiedene Radien aufweisen, wiedergegeben. Hierbei wird die Phasenkontrast-Transfer-Funktion (PCTF) in Abwesenheit aller anderen Linsenaberrationen, d.h. es wird das Aufnahmeobjekt im Gauss- Fokus betrachtet und sämtliche höheren Aberrationen vernachlässigt, bei Durchgang des ungestreuten Zentralstrahls durch das Phasenplatten-Loch bei drei verschiedenen Lochradien gezeigt. Der Phasenkontrast erreicht sehr schnell einen nahezu optimalen Wert von mehr 80% gemäß nachfolgender Tabelle in Abhängigkeit von der Ortsfrequenz der Struktur¬ faktoren des Objekts in der Beugungsebene. Im Gegensatz zu der Verwendung eines nach außen ungeladenen Filmes als Phasenplatte wird hier eine Erhöhung des Kontrastes auch für solche Ortsfrequenzen erreicht, die Achsenabständen r innerhalb des zentralen Loches entsprechen.
Nachfolgend wird die physikalische Erklärung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Phasenplatten wiedergegeben:
Das elektrische Feld E ober- und unterhalb der Phasenplatte wird als homogen angenommen,
(1 ) -E1 = E2 = E > 0
Das Potenzial ist:
2£ , 1
(2) Φ(r,z) = φ0 z (arctan μ + — ) π μ
mit
Figure imgf000014_0001
Dabei sind z die Koordinate entlang der optischen Achse des TEM (Phasenplatten-Ebene bei z = 0) und R der Radius des Phasenplatte-Lochs.
Auf der Symmetrieachse (r = 0) gilt:
(4) Φax = Φ0 Ä ^arctan-^ + l | .
Die Phasenverschiebung bei ablenkungsfreiem Durchgang der Elektronen durch die Pha¬ senplatte mit Abstand r von der optischen Achse ist πe mec~ + eU ^
(5) λυ mec + eU I 2 _J m
(e: Elementarladung, Λ: DeBroglie-Wellenlänge der Elektronen, U: Beschleunigungsspannung des TEM, mec2: Ruheenergie des Elektrons) und auf der optischen Achse (r =0)
(β) X "- Ε AU1 m "c-f' +^eU /-2 fr 1 -M*-*"».
Als relative Phasenverschiebung von gestreuten und ungestreuten Elektronen ergibt sich
(7) AX(r) = X(r) - Xgχ .
ΔX ist in Fig. 7 und 8 in Abhängigkeit vom geometrischen Abstand vom Ursprung der hinteren Brennebene des Objektivs gezeigt.
Die Ortsfrequenz k (entspricht der reziproken Koordinate im Fourier-Raum der Objekt- Strukturfaktoren) hängt mit dem geometrischen Abstand r in folgender weise zusammen:
(8) A = — ( / : Brennweite der Objektivlinse).
Die durch die Potenzialverteilung hervorgerufene relative Phasenverschiebung AX(r) kann als elektronenoptische „Zernike"-Phasenplatte (analog"V4-Plättchen" in der Lichtmikroskopie) genutzt werden.
In Fig. 9 und 10 ist die resultierende Phasenkontrast-Transfer-Funktion (PCTF)
(9) -1/2 PCTF( (ΔX(k)) = sin AX(tc)
in Abwesenheit aller anderen Linsenaberrationen (d.h. Aufnahme mit Objekt im Gauss- Fokus, alle höheren Aberrationen vernachlässigt) bei Durchgang des ungestreuten Zentral- Strahls durch das Phasenplatten-Loch bei r = 0 und für drei verschiedene Lochradien ge- zeigt. Es ist dabei angenommen, dass das an der Phasenplatte angelegte Potenzial immer so eingestellt wird, dass
AX{r → ±∞) = π !2 oder 90°.
Für ein typisches TEM (U = 20OkV, / = 3,0 mm) ist die durch die Phasenplatte (R = 300 nm) erzeugte PCTF charakterisiert durch:
Tabelle
Figure imgf000016_0001
IO
Die Werte in Klammern gelten für ein 200 kV-TEM mit einer verlängerten Brennweite von f = 15 mm.
Die Brennweite zF der Anordnung lässt sich grob abschätzen:
! 5
(10)
E
Es darf angenommen werden, dass die unerwünschte Ablenkwirkung der Phasenplatte daher sehr schwach ist, nämlich im Bereich von mehreren Metern, während die Brennweite der 0 Objektivlinse des TEM im Bereich von wenigen Millimetern liegt.
Fig. 1 1 zeigt TEM-Bilder nativer Membranvesikel mit Eiseinbettung. a) Konventionelle Aufnahme nahe am Gauß'schen Fokus. b) Aufnahme des gleichen Objektes mit einer Hilbert-Phasenplatte aus Kohlenstiff-Film in 5 der hinteren Brennebene des Objektivs, im Gauß'schen Fokus. Alle Bilder wurden an einem Tecnai G2 „Polara" mit einer Beschleunigungsspannung von 300 kV und einer
4k x 4k-Pixel CCD-Kamera aufgenommen (mit Binning auf 2k x 2k) und zero-loss einer- giegefiltert. Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. 5
Bezugszeichenliste
1 Beleuchtungssystem
2 Elektronenstrahlen
I O 3 Objekt
4 gestreute Elektronenstrahlen
5 Objektivliπse
6 Durchleitung der Elektronenstrahien durch die Phasenplatte
7 optische Achse
15 8,8a Phasenplatte
8c - f dünne Folie
8g,8h Phasenplatte
9 Durchgangsöffnung
9a - c Löcher 0 10 Elektronenstrahlen
1 1 Wiedergabeebene
12 Spannung
12a - c Spannungsquelle
13 Potenzial 5 14a - c Trägerfilm
15 Dicke
16,16a - c Durchmesser
17,18 links- und rechtsseitige Außenwand
19 Objektivlinse
30 20 Phasenverschiebungsverlauf
21 ,22 weitere Linsen
23,24,25 Elektronenstrahlen
26 Zwischenbildebene

Claims

Phasenplatte, insbesondere für ein ElektronenmikroskopPatentansprüche
1. Phasenplatte, insbesondere für ein Elektronenmikroskop, die in einer Elektronen- strahlbahn (4) angeordnet ist, aus mindestens einer dünnen Folie (8, 8a - h), welche zumindest teilweise für Elektronenstrahlen durchlässig ist, dad u rch ge ken nze ich net, dass die dünne Folie {8, 8a - h) aus elektrisch ieitfähigem Material besteht, an eine vorbestimmbare elektrische Spannung (12, 12a - e) angeschlossen ist und mindestens eine Durchgangsöffnung (9, 9a - c) aufweist.
2. Phasenplatte nach Anspruch 1 , dadu rch gekennzeichnet, dass die Phasenplatte senkrecht zu einer optischen Achse (7) des Elektronenmikroskops ausgerichtet ist und die Durchgangsöffnung (9, 9a - c) sich in Verlaufsrichtung der Elektronenstrahlbahn erstreckt.
3. Phasenplatte nach Anspruch 1 oder 2, dad u rch geke n nzei ch net, dass die Durchgangsöffnung (9, 9a - c) im Zentrum einer Fläche der Phasenplatte, vorzugsweise auf der optischen Achse (7) des Elektronenmikroskopes (17, 18), ange- ordnet ist.
4. Phasenplatte nach einem der Ansprüche 1 - 3, d ad u rch geken nzei chnet, dass die Durchgangsöffnung (9, 9a - c) im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist und ei- nen Radius (16, 16a - c) aus einem Bereich von 0,1 - 20 μm, vorzugsweise
0,3 - 0,8 μm aufweist, oder rechteckförmig ausgebildet ist.
5. Phasenplatte nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch geken nzei chnet, dass die Phaseπptatte in einer bezüglich eines zu beobachtenden Objektes (3) hinteren Brennebene einer Objektivlinse (5, 22), angeordnet ist.
6. Phasenplatte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d ad u rch g e ke n n ze i ch net, dass die an der Phasenplatte angelegte Spannung {i.A. Erde) (12, 12a - e) ungleich einer am Ausgang einer Elektronenquelle des Transmissionselektronenmikroskopes (17, 18) vorliegenden Spannung (13, 13a - c) ist.
7. Phasenplatte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d ad u rch ge ken n ze ich n et, dass die an der Phasenplatte angelegte Spannung (12, 12a - c) derart eingestellt ist, dass eine relative Phasenverschiebung (20 - 25) von ungestreuten Elektronenwellen der durch die Durchgangsöffnung (9, 9a- c) hindurchtretenden Elektronenstrahlen zu gestreuten Elektronenwellen der durch die das leitfähige Material hindurchtretenden Elektronenstrahlen bis ±90° beträgt.
8. Phasenplatte nach einem vorangegangenen Ansprüche, d a d u rc h g eke n nze i ch net, dass die dünne Folie (8, 8a - h) zumindest teilweise auf einem Trägerfilm (14a - c), vor- zugsweise aus amorphen Material bestehend, angeordnet ist.
9. Phasenplatte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u rch g eke n nze i ch net, dass die dünne Folie (8, 8a - h) aus einem, vorzugsweise amorphen, elektrisch leitfähigem Material, wie Gold, Aluminium, Silber, Platin, Titan und Legierungen hiervon besteht.
10. Phasenplatte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u rch g eke n nze i ch net, dass die dünne Platte (8, 8a - h) eine Foliendicke (15, 15a - c) aus einem Bereich von 0,1 - 50 nm, vorzugsweise von 0,3 - 1,0 πm und der Trägerfilm (14, 14a- c) eine
Filmdicke aus einem Bereich von 1 - 100 nm, vorzugsweise von 5-20 nm, aufweist.
11. Phasenplatte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadu rch ge ken nze ichnet, dass die Phasenplatte in einem Verbund von entlang der Elektronenstrahibahn übereinander angeordneten Phasenplatten (8d - h) angeordnet ist.
12. Phasenplatte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadu rch g e ken nze ichnet, dass die Phasenplatte (8g, h), auch in einem Phasenplattenverbund (8g, h), zumindest Teile, vorzugsweise eine Halbebene einer Beugungsbildebene, innerhalb des Elektro- nenmikroskopes (17, 18) abdeckt.
13. Elektronenmikroskop, das mit mindestens einer Phasenplatte gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche ausgestattet ist.
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